DE2543455A1

DE2543455A1 - Elastisches, unter druck elektrisch leitendes material

Info

Publication number: DE2543455A1
Application number: DE19752543455
Authority: DE
Inventors: Manford Leslie Eaton
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-09-30
Filing date: 1975-09-29
Publication date: 1976-04-01
Also published as: FR2286160B1; GB1529953A; DE2543455B2; US4093563A; FR2286160A1; DE2559958B1; DE2559958C2

Description

Manford Leslie EATOK CP 74/105

Elastisches, unter Druck elektrisch leitendes Material.

Die Erfindung betrifft die zusammengesetzten, biegsamen und elastischen Materialien, welche elektrisch leitende Metallteilchen enthalten, und zwar insbesondere zusammengesetzte Materialien, welche sich wie elektrische Isolierstoffe verhalten, wenn der auf ihre Oberflächen ausgeübte Druck kleiner als ein bestimmter Schwellenwert ist, während sie elektrisch gut leitend werden, wenn der Druck über diesen SchwBllenwert hinaus erhöht wird·

Es sind seit langem Verfahren zur Herstellung von biegsamen und elastischen Materialien bekannt, welche selbst bei Fehlen eines auf ihre Oberfläche ausgeübten Drucks elektrisch leitend sind. Wenn man die Oberfläche eines derartigen Materials leicht mit Elektroden eines Ohmmeters berührt, stellt man fest, daß das Material leitend ist, als ob es sich um ein Metallstück handeln würde. Diese Materialien bestehen aus einem Polymer niedriger Viskosität (nur einige tausend Zentripoisen), welches mit sphärischen Metallteilchen beladen ist. Damit die Teilchen miteinander in Berührung stehen, muß die Viskosität des Bindemittels so niedrig sein oder so niedrig werden, daß die Teil» chen auf den Grund des Bindemittels fließen können, wenn sich dieses in seinem flüssigen Zustand befindet. Damit die Gesamt-

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he it des zusammengesetzten Materials leitend ist, muß das Bindemittel sow3it mit Füllstoff beladen werden, daß es vollständig mit Metallpulver erfüllt ist. Man benutzt meistens Metallpulver, bei welchen wenigstens das Äußere der Teilchen aus Edelmetall besteht. Die Oxydschichten, welche sich auf den Letallteilchen der gewöhnlichen Metalle infolge der ätzenden Lösungsmittel in dem Polymer und den hohen Vulkanisiertemperaturen bilden, verhindern den Kontakt zwischen den Teilchen, welcher erforderlich ist, damit das Material selbst bei Fehlen eines auf seine Oberfläche ausgeübten Drucks elektrisch leitend ist.

Bei Benutzung von Teilchen aus einem gewöhnlichen Metall erhält man ein Material, welches bei Fehlen eines Drucks isolierend ist und nur unter Druck elektrisch leitend wird. Bei Ausübung eines Drucks auf die Oberfläche des Materials werden die Cxydschichten an den Teilchen zerstört, und das Material wird leitend. Dieses Verfahren zur Herstellung eines druckempfindlichen Materials hat Jedoch mehrere Nachteile. Ein derartiges Material ist infolge der Änderungen in den Cxydschiciiten und den Druckänderungen, welche das Material leitend machen, elektrisch nicht stabil. Im allgemeinen ist der Druck, welcher ein derartiges material leitend macht, sehr hoch.

Es gibt plastische, elektrisch leitende, elastische und biegsame Stoffe, welche sich unter geringen Drücken wie elektrische Isolatoren verhalten, aber bei einer weiteren Erhöhung des Drucks elektrisch leitend werden. Diese Materialien sind zwar elektrisch stabil, sie benutzen jedoch chemisch behandelte Teilchen und Bindemittel. Diese .Behandlungen erzeugen halbleitende Zwischenzonen zwischen den Metallteilchen und dem Bindemittel. Die Benutzung chemischer Behandlungen stellt einen beträchtlichen Nachteil dar, da diese zusätzliche kostspielige Arbeitssehritte zur Folge haben.

Die den Gegenstand der Erfindung "bildenden Materialien ermöglichen die "Vermeidung der obigen Nachteile. Bei diesen ist es nämlich möglich,, einen großen Bereich von Materialien zu erhalten, deren elektrisches Verhalten einzig und allein durch physikalische Mittel geändert werden kann. Die Materialien sind stabil, erfordern keine chemische Behandlung der Bestandteile und hängen nicht von den Oxydschichten an den Metallteil-

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chen ab.

Die Erfindung bezweckt die Herstellung von Materialien folgender Art:

1) Biegsame und elastische Materialien, welche bis zu einem gewissen Druck elektrisch isolierend sind und bei über diesem Druck liegenden Drücken elektrisch leitend werden.

2) Materialien, deren elektrisches Verhalten nur von der physikalischen Eigenart der Bestandteile abhängt, d.h. welche weder eine chemische Behandlung der Bestandteile, noch eine chemische Reaktion zwischen dem Bindemittel und dem durch die Metallteilchen gebildeten Füllstoff erfordern.

3) Materialien, deren elektrisches Verhalten

durch Veränderung der physikalischen Art des Füllstoffs und des Bindemittels in einem weiten Bereich verändert werden kann.

4) Materialien, welche aus einem einfachen Gemisch von nur zwei Bestandteilen bestehen.

5) Materialien, bei welchen die Ausdehnung der Oberfläche, welche unter Druck leitend wird, durch Änderung der physikalischen Art des metallischen Füllstoffs und der physikalischen Art des Bindemittels verändert werden kann.

6) Materialien, deren elektrisches Verhalten

unter Druck nach Vulkanisierung des zusammengesetzten Materials durch Mittel zur physikalischen Einwirkung auf das Material verändert werden kann, oder nicht.

7) Materialien, bei welchen der Bereich der Drücke zwischen dem Druck, welcher erforderlich ist, um das Material aus seinem isolierenden Zustand herauszubringen, und dem Druck, welcher erforderlich ist, um das Material gut leitend zu machen, beherrscht werden kann.

8) Materialien, bei welchen die Beständigkeit

der Druckwirkungen auf das Material beherrscht werden kann, d.h. Materialien, welche ihren isolierenden Zustand wieder einnehmen, nachdem der Druck aufgehoben wurde, oder Materialien, welche bei Fehlen eines gewissen Drucks isolierend sind, aber nach einer genügenden Zusammendrückung unter geringen Drücken von einigen Zehntel Gramm gut elektrisch leitend werden.

Die den Gegenstand der Erfindung bildenden Materialien bestehen aus einem einfachen Gemisch aus einem nicht ätzenden thixotropen^olymer RTV*mit gewählter Dichte, Härte und * oder einer entsprechenden Neopren-Zubereitung

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Schwundfaktor, und Metallteilchen mit gewählten Formen, scheinbaren Dichten, Fließfaktoren, kompakten Dichten, mittleren Durchmessern, Verteilungen der Durchmesser und spezifischen Oberflächen in cm/g.

Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß sie nicht die Verwendung von Edelmetallen oder von mit Edelmetallen überzogenen Teilchen erfordert. Man kann denken, daß die mit Teilchen aus gewöhnlichen Metallen erhaltenen Ergebnisse von den üxydschichten auf diesen herrühren. Ih den nachstehenden Beispielen wird jedoch gezeigt werden, daß gleiche Ergebnisse entweder mit Edelmetallen oder mit gewöhnlichen Metallen erhalten werden.

Die oben genannten Eigenschaften werden auf folgende Weise erhalten. Je nach den physikalischen Eigenschaften des thixotropen Polymers und der Metallteilchen liegen die Teilchen mehr oder weniger nahe beieinander. Infolge der Thyxotropie des Bindemittels ändern die Teilchen nach der Mischung der Bestandteile ihre Stellung nicht. Sie bleiben, in dem Bindemittel suspendiert. Wenn die Teilchen so beschaffen sind, daß sie von dem thyxotropen Polymer bedeckt werden, ist das entstehende Material bei Fehlen eines auf seine Oberfläche ausgeübten Drucks isolierend und wird elektrisch leitend, wenn der auf seine Oberfläche ausgeübte Druck so groß ist, daß die Teilchen die dünnen sie umgebenden x-olymer schichten durchbohren und miteinander in Berührung kommen. Wenn dagegen die Teilchen so beschaffen sind, daß sie während der Mischung miteinander in Berührung kommen, ist das entstehende Material selbst bei Fehlen eines auf seine Oberfläche ausgeübten Drucks gut leitend. Je nach den physikalischen Eigenschaften des Bindemittels und der Metallteilchen kann ein weiter Bereich des elektrischen Verhaltens erhalten werden, wie dies weiter unten ausgeführt ist.

Im allgemeinen können die erhaltenen Materialien in ihrem isolierenden Zustand hohe Spannungen und in ihrem leitenden Zustand hohe Ströme aushalten. Da der Mechanismus der elektrischen Leitfähigkeit von dem Eindringen der Metallteilchen in dünne Schichten des thixotropen Polymers abhängt, entstehen keine Funken beim Übergang des Materials aus seinem isolierenden Zustand in seinen leitenden Zustand, und umgekehrt. Bei allen Materialien, welche bei Fehlen eines auf ihre Ober-

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flächen ausgeübten Drucks isolierend sind, ist der elektrische Widerstand sehr hoch und trägt mehrere Zehner Megohm je Millimeter. Im leitenden Zustand fällt der Widerstand des unter Druck stehenden Materials auf einige Zehntel Ohm. Der Druckbereich zwischen dem isolierenden zustand und dem leitenden Zustand kann breit oder schmal sein, je nach den .kenngrößen des Bindemittels, des Füllstoffs und der Benutzungsart des Materials.

Bei der vorliegenden Erfindung kann das elektrische Verhalten der erhaltenen Materialien je nach den Durchmessern, der Verteilung der Durchmesser sowie den anderen physikalischen Kenngrößen der Metallteilchen sehr verschieden sein.

Nachstehend sind die physikalischen kenngrößen des thixotropen Materials beschrieben.

'X¹HIiCOIROPES POLME:- Shore-Härte A 15 bis 50; Dichte ö,9 bis 1,15; Viskosität etwa 2 Millionen Zentipoisen; Schwund 0 bis 1%.

METAHffiEHCHM: Die die 'Stallteliehen definierenden Kenngrößen sind folgende:

Form der Teilchen: eckig (Fig. 1), verästelt

(Fig. 2), flächenhaft CFig· 3), körnig O), unregelmäßig (Fig.5), schwammig (Fig. 6), sphärisch (Fig. 7)» nadeiförmig (.Fig. 8). Durch die Zeichnungen wird jede Zweideutigkeit vermieden.

Die anderen Kenngrößen der ^etallteilchen sind folgende:

Fließfaktor: 15 bis oo

Scheinbare Dichte: 0,2 bis 6,0

Kompakte Dichte: 0,5 bis 6,0

Mittlerer Durchmesser: 0,7 ffllkron bis 2500 Mikron

Verteilung der Durchmesser: in dem gleichen Bereich wie der mittlere Durchmesser.

Spezifische Oberfläche: 1 bis 850 cm /g

Atomgewicht: 9,01 bis 207,19·

Die Wahl der Werte einer jeden dieser Kenngrößen bestimmt das elektrische Verhalten des entstehenden Materials.

ANWENDUNG DBS ZUSAMMEN GESETZ TM MATERIALS: Paste, Blätter, Formkörper, stranggepreßter Körper, Zusammendrückung des Materials nach dem Vulkanisieren.

Durch Veränderung der obigen Elemente kann ein Bereich von Materialien mit bisher unbekanntem Verhalten erhal-

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ten werden, bekanntlich ergeben sphärische Teilchen in einem Polymer geringer viskosität materialien, welche selbst bei fehlen eines Drucks gut elektrisch leitend sind, ferner ist bekannt, daß in einem derartigen Bindemittel die flächenhaften x-e ilchen die .Neigung zeigen, von dem χolymer bedeckt zu werden, so daß das entstandene Material bei Fehlen eines Drucks nicht leitend ist. Die erfindungsgemäß erhaltenen Ergebnisse sind anders. In einem thixotropen polymer ergeben im allgemeinen körnige oder unregelmässige Teilchen materialien, welche nur unter Druck leitend sind, während flächenhafte Teilchen Materialien ergeben, welche selbst bei Fehlen eines Drucks gut elektrisch leitend sind.

Der irozentsatz an den Füllstoff bildendem Metallpulver kann zwischen 2U und 9ü Volumprozenten schwanken.

Es kann beinah jedes pulverfdrmige Metall als Füllstoff benutzt werden, immerhin gibt es Aietalle, welche für diesen Zweck besser geeignet sind als andere, natürlich können Edelmetalle oder mit Edelmetall überzogene gewöhnliche Metalle benutzt v/erden. Die ivenngrößen des Bindemittels und die typischen Benutzungsbedingungen der Materialien sind jedoch so, daß die Verwendung der gewöhnlichen Metalle möglich und erheblich billiger ist. zweckmässig werden jedoch Metalle benutzt, welche nur dünne Oxydschichten an ihren Oberflächen bilden, da diese Metalle länger verhältnismäßig oxydfrei bleiben und die etwaige Reinigung der Teilchen vor der Einarbeitung in das Bindemittel sowie die Reinigung der Oberflächen des Materials vor der Benutzung leichter als bei anderen Metallen erfolgen kann. Für diese Zwecke eignen sich gut Aluminium, Nickel, Kupfer, Zinn und Metallegierungen.

Nachstellend sind einige Beispiele angegeben, welche die Ergebnisse zeigen, welche durch Veränderung der physikalischen Art des Bindemittels, des Füllstoffs aus Metallteilchen, der Benutzung des Materials sowie der industriellen Anwendungen der Erfindung erhalten wurden. Die Erfindung ist natürlich nicht auf die obigen Benutzungsarten und Beispiele beschränkt und kann abgewandelt werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

BEISPIEL 1. Es werden etwa 30 Volumprozente eines sehrieinen Aluminiumpulvers mit 70 Volumprozenten einer Silikonkautschuk-Zubereitung als

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nicht ätzenden thixotropen Polymers gemischt. Das Polymer

hat eine Dichte von etwa 1,12, eine Shore-Härte A von 33 und einen Schwundfaktor von etwa 0,2 %. Das Metallpulver hat eine scheinbare Dichte von 1,2. Der mittlere Durchmesser der Teilchen beträgt 500 Mikron, und die Durchmesser sind zwischen 45 Mikron und 700 Mikron verteilt, wobei etwa 30 % der Teilchen zwischen 120 Mikron und 200 Mikron liegen. Die Teilchen sind Bruchstücke unregelmässiger Form. Durch Walzen stellt man ein Blatt mit einer Dicke von 1,2 mm her. Dieses Blatt wird ohne Zusammendrückung während 48 Stunden bei Raumtemperatur vulkanisiert.

Das Blatt wird auf eine starre Kupferunterlage aufgelegt. An. der Unterlage wird eine Elektrode eines Widerstandsmessers befestigt, dessen andere Elektrode mit einem Durchmesser von 1 mm und einem abgerundeten Ende auf das Blatt gedrückt wird (siehe Fig. 9)· Man stellt fest, daß das Material bei leichten Drücken isolierend ist. Nach Maßgabe der Zunahme des Drucks geht der Widerstand von einem sehr hohen Vfert von einigen zehn Megohm unter Durchgang durch eine labile Zone auf einen Zustand niedrigen Widerstands von einigen Zehntel Ohm über·

BEISPIEL 2. Man stellt ein Blatt wie bei dem

ersten Beispiel her. Nach Vulkanisieren wird das Blatt in einer Presse mehrere Male stark zu säumen gedrückt, worauf die beiden Oberflächen gebräunt werden, worauf die Oberflächen des Materials mit einer Lösung von 4 Gewichtsprozenten Phosphorsäure gesäubert werden. Bei Wiederholung des Versuchs des ersten Beispiels stellt man fest, daß der Druck zur Überführung des Materials in seinen Zustand niedrigen Widerstands kleiner als bei dem ersten Beispiel ist, und daß das Material erheblich biegsamer und elastischer ist.

Man schneidet aus dem Blatt ein Stück aus und legt es auf eine gedruckte Schaltung mit 20 parallelen Bahnen je Zentimeter (siehe Fig. 10). Die Breiten der Bahnen und die Zwischenräume zwischen ihnen sind einander gleich. Die geradzahligen Bahnen sind zusammen mit der gedruckten Schaltung verbunden, und die ungeradzahligen Bahnen sind ebenfalls zusammen mit der gedruckten Schaltung verbunden. Die geradzahligen Bahnen sind elektrisch von den ungeradzahligen Bahnen isoliert. Das Blatt wird auf die gedruckte Schaltung aufgelegt, kan stellt fest, daß,

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wenn kein Druck auf das Blatt ausgeübt wird, die geradzahligen Bahnen stets von den ungeradzahligen Bahnen isoliert sind. Bei Ausübung eines geringen Drucks von einigen zehn Gramm mit dem Finger geht das Material plötzlich von einem hohen Widerstand unter Durchgang durch eine labile Zone, welche erheblich schmäler als bei dem ersten Beispiel ist, in einen Zustand sehr niedrigen Widerstands über, so daß die geradzahligen und die ungeradzahligen Bahnen elektrisch miteinander verbunden werden.

Man schneidet ein Stück aus dem Blatt aus und legt es auf eine gedruckte Schaltung mit parallelen Bahnen mit einer Breite von 1 mm und einem gegenseitigen Abstand von 1,7 mm. Die " Bahnen sind voneinander isoliert (siehe Fig. 11). Auf zwei benachbarte Bahnen werden die beiden abgerundeten Elektroden eines Widerstandsmessers mit einem Durchmesser von 1 an gedrückt. Man stellt fest, daß die beiden Bahnen bei einem beliebigen Druck nicht elektrisch miteinander verbunden werden.

In jede BaIm der gedruckten Schaltung werden entsprechende Löcher zur Aufnahme der Stecker einer integrierten Schaltung gebohrt. Man durchbohrt das Blatt mit den Steckern der integrierten Schaltung und steckt diese durch die Löcher in der gedruckten Schaltung, damit das zusammengesetzte Material mit den Bahnen der gedruckten Schaltung in Berührung steht. Man drücke auf die integrierte Schaltung und biegt die Stecker auf der nicht verkupferten Seite der gedruckten Schaltung vat, damit die integrierte Schaltung in ihrer Stellung gehalten wird. Man stellt fest, daß der elektrische Widerstand zwischen jedem Stecker und der unmittelbar unter ihm liegenden Bahn sehr niedrig ist, während der Widerstand zwischen den Bahnen sehr hoch ist, obwohl das Materialblatt mit allen Steckern in Berührung steht. Das Material ist nur unterhalb der Zone leitend, auf weiche der Druck ausgeübt wird.

Man legt das Materialblatt auf eine gedruckte Schaltung, welche auf jeder Bahn metallische Erhebungen aufweist (siehe Fig. 12). Auf das Materialblatt wird eine andere gedruckte Schaltung" gelegt, deren Kupferbahnen mit der Oberseite des Blattes in Berührung kommen. Man stellt fest, daß bei Fehlen eines auf die obere gedruckte Schaltung ausgeübten Drucks die beiden gedruckten Schaltungen voneinander isoliert sind. Wenn man leicht auf die obere gedruckte Schaltung drückt, werden die

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■Bahnen der unteren gedruckten Schaltung mit den Bahnen der oberen gedruckten Schaltung verbunden. Die Bahnen einer Jeden gedruckten Schaltung sind nicht miteinander verbunden, außer durch die Bahnen, welche auf der gedruckten Schaltung miteinander verbunden sind· Durch dieses Mittel kann man Tin se halter mit mehreren Eontakten mit verwickelten Um schaltfunkt ionen herstellen·

BBISPIKJ 3· 20 Volumprozente eines thixotropen Polymers wie in Beispiel 1 werden mit 80 Volumprozenten eines Pulvers aus reinem Silber mit einer mittleren Korngrösse von etwa 5 Mikron und Körnerform gemischt» Durch Walzen wird ein Blatt mit einer Dicke von 1,2 mm hergestellt. Das Material wird ohne Zusaiaaendrüekung vulkanisiert·

Man legt das Blatt auf eine Kupferunterlage· Die Elektrode eines Widerstandsmessers wird mit der Unterlage verbunden, während die andere Elektrode auf das Material gedruckt wird· Man stellt fest, daß die Ergebnisse die gleichen wie die mit dem Material des Beispiels 1 erhaltenen sind.

Man legt das Blatt auf eine gedruckte Schaltung mit Bahnen mit einer Breite von 1 mm und einem gegenseitigen Abstand von 1,7 mm, wie bei Beispiel 2· Man verbindet eine Elektrode eines Widerstandsmessers mit einer beliebigen Bahn und drückt mit der anderen Elektrode, welche einen Durchmesser von 1 mm und ein abgerundetes Ende hat, auf das Blatt unmittelbar über dieser Bahn· Man stellt fest, daß das Ergebnis das gleiche wie das mit dem Material des Beispiels 2 erhaltene ist·

Wenn man auf das Material mit den beiden Elektroden drückt (wobei die beiden Elektroden über zwei benachbarten Bataen liegen), stellt man fest, daß bei einem leichten Druck die beiden Bahnen miteinander verbunden werden, im Gegensatz zu den mit dem Material des Beispiels 2 erhaltenen Ergebnissen. Wenn man auf das Blatt über Bahnen drückt, welche immer weiter von der entfernt sind, auf welcher sich die erste Elektrode befindet, stellt man fest, daß nach Maßgabe der Entfernung der zweiten Elektrode der zur Überführung des Materials in seinen leitenden Zustand erforderliche Druck zunimmt. Selbst bei zwei Bahnen, welche einen Abstand von 2 cm haben, kann ein niedriger Widerstand unter Druck erhalten werden. Bei einer grösseren Entfernung erhält man bei beliebigem Druck keinen niedrigen

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Widerstand.

Auf dem Blatt dieses Beispiels drückt man einen Kreis von 7 mm Durchmesser in der Mitte des Materials durch Walzen oder mit einer Presse zusammen. Die Dicke der zusammengedrückten Zone kehrt bis auf einige Prozent auf ihre Dicke vor dem Walzen zurück· Man stellt fest, daß sich das elektrische Verhalten unter Druck der Oberfläche der Zone des Materials, welche nicht zusamaengedrückt wurde, nicht verändert hat. Die Oberfläche der Zone, welche zusammengedrückt wurde, ist jedoch ständig stark leitend geworden, selbst bei kleinen auf die Oberfläche ausgeübten Drücken· Unter Benutzung dieser (Technik der selektiven Zusammendrückung kann man Materialblätter herstellen, welche verschiedene Zonen aufweisen, nämlich Zonen, welche nur einige Zehntel Grama erfordern, andere Zonen, welche mehrere Gramm erfordern, und wieder andere Zonen, welche unter erheblichen Drücken isolierend bleiben· Nach Zusammendrückung des Materials stellt man fest, daß der Druck über die Dicke des Blattes, welcher erforderlich ist, um das Material leitend zu machen, sich nicht geändert hat· Die Wirkungen der Zusammendrückung sind nur senkrecht zu dem Sinn der Zusammendrückung vorhanden.

BEISPIEIi 4. Das thixötrope Polymer des Beispiels 1 wird mit einem flächenhaften Pulver der Zusammensetzung Ou/Ag mit 10 % Silber beladen. Die Korngröße des Pulvers beträgt im Mittel 71 Mikron und höchstens 180 Mikron, und seine scheinbare Dichte ist 0,9· Man mißt den Widerstand dieses Pulvers in freier Form. Er ist sehr hoch. Man belädt das thixötrope Polymer mit 80 Volumprozenten des Pulvers· Nach Mischung der beiden Bestandteile ist die entstehende Paste salbenförmig und gut elektrisch leitend· Diese Paste wird in einer Dicke von etwa 1,0 mm auf eine starre isolierende Unterlage aufgebracht. Nach Vulkanisieren ist das Material gut elektrisch leitend, selbst bei Fehlen eines auf seine Oberfläche ausgeübten Drucks. Gleiche Ergebnisse können mit Cu/Sn erhalten werden. Wie man sieht, ist der Widerstand eines Pulvers in freier Form keine endgültige Angabe über sein Verhalten in einem thixotropen Polymer.

Diese Paste wird benutzt, um sie mittels eines Spachtels in die metallisierten locher einer gedruckten Schaltung zu streichen (siehe Fig. 13). Hißrauf werden die Oberfla-

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chen der gedruckten Schaltung mit einem Tuch abgerieben, damit keine Paste auf den Oberflächen der gedruckten Schaltung bleibt. Nach Vulkanisieren durchbohrt man die Materialscheiben in den Löchern mit den Steckern der elektronischen Bauteile. Man stellt fest, daß die Bauteile durch das Material in ihrer Lage gehalten werden, und daß der elektrische Widerstand zwischen jedem Stecker der Bauteile und dem jedes metallisierte Loch umgebenden Metall sehr niedrig ist_t wobei die elektrische Verbindung durch das zusammengesetzte Material hergestellt wird»

BEISPIEL 5· Unter Benutzung des Pulvers des Beispiels 1 mißt man seinen elektrischen Widerstand, in freier Form. Dieser Widerstand ist sehr hoch und beträgt mehrere Megohm je Zentimeter. Man reinigt das Pulver unter Benutzung einer Lösung mit 6 Gewichtsprozenten Phosphorsäure. Man bereitet einen Brei aus dem Pulver und der Lösung· Die chemische Reaktion entwickelt Wasser stoff dämpfe. Man trocknet das Pulver mit Hilfe von Azeton. Man mißt wieder seinen elektrischen Widerstand in freier Form. Der Widerstand ist auf einen verhältnismäßig niedrigen Wert gefallen. Man wiederholt die Versuche der Beispiele 1 und 2 und stellt fest, daß das elektrische Verhalten des Materials unter Druck das gleiche ist. Dies zeigt, daß der elektrische Widerstand eines Pulvers in seinem freien Zustand keine definitive Angabe seines elektrischen Verhaltens in einem thteotropen Polymer liefert. Man stellt ferner fest, daß dünne Qxydsehichten, welche sich gegebenenfalls auf den Metallteilchen befinden, keine wesentliche Rolle bei dem Verhalten des zusammengesetzten Materials spielen.

BEISPISL 6. Man mischt etwa 75 Volumprozente der reinen Silberteilchen unregelmäßiger Form mit einem mittleren Durchmesser von 1600 Mikron mit 20 Volumprozenten des thixoträpen Polymers des Beispiels 1 · Bas Silberschrot ist in seinem freien Zustand gut elektrisch leitend· Nach Vulkanisieren des zusammengesetzten Materials stellt man fest, daß es nur unter Druck elektrisch leitet.

BEISPIEL 7. Man mischt das Metallpulver des Beispiels 1 mit eiDßm thixotropen Polymer mit einer Dickte von 1,05, einer Shore-Harte A von 25 und einem Schwund faktor von etwa 0,3 %· Man belädt das thixotrope Polymer mit etwa 70 Vo_T lumprozenten Pulver. Man wiederholt die Versuche der Beispiele

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1 und 2. lvian stellt fest, daß das erhaltene Material elastischer und nachgiebiger ist, und daß es unter kleineren Drücken als das Material des Beispiels 1 leitend ist.

BEISPIEL 8. Unter Benutzung des Metallpulvers des

Beispiels 3 belädt man das Polymer des Beispiels 7 mit etwa

Pulver

75 Volumprozenten/ Man stellt fest, daß das Material stark elektrisch leitet, selbst bei geringen, auf seine Oberfläche ausgeübten Drücken.

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Claims

ANSPRÜCHE

1. / Elastisch verformbares Material mit druckabhängigem elektrischem Widerstand, bei dem Metallteilchen in ein Polymer eingebettet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer ein nicht ätzendes, thixotropes Polymer ist.

2. Elastisch verformbares Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Polymer ein bei Raumtemperatur vulkanisierendes Silicon-Kautschuk-Polymer ist.

3. Elastisch verformbares Material nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das thixotrope Polymer eine Dichte zwischen 0,9 und 1,15 g/cm³ bei 25⁰C, nach dem Vulkanisieren eine Shore-A-Härte zwischen 15 und 50 und einen Schwund zwischen 0,1 % und 1 % aufweist,

4. Elastisch verformbares Material nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Viskosität des thixotropen Polymers etwa 2 Millionen Zentipoise beträgt.

5. Elastisch verformbares Material nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Metallteilchen scheinbare Dichten zwischen 0,5 und 6,0 g/cm³, spezifische Oberflächen zwischen 1 und 850 cm²/g, Fließfaktoren zwischen 15 und Ος\ , Durchmesser zwischen 0,7 und 2500 Mikronen, eine Durchmesserverteilung im gleichen Bereich und ein Atomgewicht zwischen 9,01 und 207,19 aufweisen.

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6. Elastisch verformbares Material nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Metallteilchen eine oder mehrere der folgenden Formen aufweisen: eckig, unregelmäßig, verästelt, laminar, körnig, sphärisch, schwamming, flächenhaft.

7. Elastisch verformbares Material nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß es ein Gemisch von nur zwei Bestandteilen ist.

8. Elastisch verformbares Material nach Anspruch 1 bis 7,

daß das thixotrope Polymer die Metallteilchen bei da: gegenseitigen Mischung dispergiert und aufschlämmt und die Metallteilchen nach der Mischung nicht absinken läßt.

9. Elastisch verformbares Material nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß das Volumenprozentanteil der Metallteilchen in dem thixotropen Polymer zwischen 2 0 und 90 % beträgt.

10. Elastisch verformbares Material nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Metallteilchen nicht aus Edelmetall bestehen.

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