DE475339C

DE475339C - Aus einem Gemisch von Silber oder einem Silbersalz mit einem leicht schmelzbaren Metalloid bestehender elektrischer Leiter mit hohem negativen Temperaturkoeffizienten

Info

Publication number: DE475339C
Application number: DEA51756D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1926-11-17
Filing date: 1927-08-18
Publication date: 1929-04-23

Description

Aus einem Gemisch von Silber oder einem Silbersalz mit einem leicht schmelzbaren 1Vletalloid bestehender elektrischer Leiter mit hohem negativen Temperaturkoeffizienten Die bisher bekannt gewordenen elektrisch leitenden Werkstoffe mit einem negativen Temperaturkoeffizienten zeigen eine .geringe Änderung der Leitfähigkeit in Abhängigkeit von einer großen Temperaturänderung. Ihr Anwendungsbereich ist beschränkt durch die geringe Größe der Erscheinung, die ihnen eigen ist.
Ein rascher Überblick über die bekannten Stoffe der in Rede stehenden Gattung genügt, um -das Unzureichende ihrer Widerstandsänderung zu erkennen; verwiesen sei z. B. auf den Kohlenstoff und das Silizium. Im übrigen bietet die Verwendung solcher Stoffe Schwierigkeiten mechanischer Art; sie sind zerbrechlich, schwierig herzustellen usw.
Andere Stoffe, wie z. B. das Bor, zeigen zwar eine große Widerstandsänderung, aber die Größenordnung ihres kleinsten spezifischen Widerstandes liegt übertrieben hoch, und überdies ist die Genauigkeit ihrer Änderung unsicher.
Die gewerbliche Verwertbarkeit von Stoffen mit großer Änderung der Leitfähigkeit beim Erwärmen gewinnt außerordentlich an Bedeutung, wenn diese Stoffe die folgenden Bedingungen in sich vereinigen: i. einen praktisch unendlich großen Widerstand im kalten Zustande, a. einen praktisch vernachlässigbar kleinen Widerstand im heißen Zustande, 3. das Erreichen dieser Werte bei einer Temperaturänderung von der Größenordnung 1000 C, .1. die Möglichkeit, den Verlauf der Kurve des Widerstandes als Funktion der Temperatur zu regeln, 5. eine hinreichende Genauigkeit beim Herstellen der Widerstandswerte, 6: eine genügende Schnelligkeit des Abkühlens, 7. einen wirtschaftlichen Gestehungspreis. Diese Bedingungen ermöglichen im Falle ihrer Verwirklichung, alle Widerstan:dsapparate, Thermostaten, Spannungs- oder Stromregler usw. zu selbsttätig arbeitenden Vorrichtungen zu machen.
Gegenstand der Erfindung ist ein besonderer elektrischer Leiter, dessen Eigenschaften den vorstehenden Bedingungen entsprechen. Dieser eigenartige Leiter wird erhalten, indem man in der Hitze Silber oder ein Silbersalz mit einem.im überschuß vorhandenen leicht schmelzbaren Metalloid, vorzugsweise mit Schwefel oder Phosphor, zusammenschmilzt und das Schmelzgut nach dem Erstarren durch Einbringen in eine Schmelzmasse des verwendeten Metalloides mit einem die Randzonen übersättigenden Mantel aus diesem Metalloid umgibt.-Die beste Wirkung wird erreicht mit einer Mischung aus gepulvertem oder kolloidalem Silber und Schwefel, die man auf über 8oo°-C*' erhitzt, wobei man dafür sorgt, daß während des Schmelzvorganges ein überschuß an Schwefel aufrechterhalten wird. Sobald der Schmelzvorgang beendet ist, gießt man das Gemenge, (las die gewünschte Form mit jeder zu fordernden Feinheit annimmt, aus und schließt die zwecks Ummantelung und Übersättigung der Randzonen erfolgende Nachbehandlung an.
Je nach der aufzunehmenden elektrischen Arbeit und nach der Zeit, die verstreichen darf, bis der Leiter im Verwendungsgerät unter voller Spannung steht, gibt man ihm eine Gestalt mit großer Oberfläche, wenn die Zeit des Stromschlusses lang sein muß, oder im Gegenteil eine gedrängte Oberfläche, wenn man einen raschen Stromschluß haben will. Man kann ferner dem Leiter eine wärmeisolierende Bedeckung geben, damit er sich schneller zu erhitzen vermag.
Muß die elektrische Arbeit bei hoher Spannung aufgenommen werden, dann ist der Leiter vergleichsweise lang und hat einen kleinen (Querschnitt. Herrscht dagegen die Stromstärke vor, dann ist der Leiterdick und kurz.
Man kann die Geschwindigkeit des Kurzschließens beeinflussen, wenn man einen größeren Anfangswiderstand des Leiters zuläßt. Dies kann man durch eine passende Gestaltung .des Leiters erreichen; ein anderes, in vielen Fällen vorteilhafteres Mittel besteht jedoch darin, daß man einen zusätzlichen Schwefelüberzug aufbringt, indem man den bereits erstarrten Leiter durch Einbringen in eine Masse aus geschmolzenem Schwefel mit einem Schwefelmantel umgibt.
Bei diesem Vorgang stellt man eine zusätzliche Absorption von Schwefel fest, der sich nicht zu verbinden scheint, so daß die Randzonen des Leiters mit Schwefel übersättigt sind. Dies führt zu der Annahme, daß man kein Schwefelsilber vor sich hat, sondern eine feste Mischung von Schwefel und kolloidalem Silber.
Die geringe Beständigkeit des Stoffes scheint diese Annahme zu rechtfertigen; im übrigen ändert Gleichstrom im allgemeinen die Zusammensetzung .der Sulfide, und es ist erforderlich, den erfindungsgemäßen Leiter mit einer Schicht geschmolzenen Schwefels zu umhüllen, wenn man ihm bei Beschickung mit Gleichstrom seine Beständigkeit bewahren will.
Ein weiteres Hilfsmittel der Erfindung besteht darin, das Ganze in ein dichtes Rohr einzuschließen, so daß der geschmolzene Schwefel nicht aus dem Leiter herauslaufen kann.
Wechselstrom scheint den Stoff nicht zu verändern, so daß es bei seiner Verwendungnicht nötig ist, den Leiter zu umhüllen, um ihn beständig zu erhalten.
Muß sich der Leiter nach der Erfindung dauernd auf mehr «als ioo° C erhitzen, dann ist es jedenfalls zweckmäßig, ihn in einem schwefelhaltigen Mittel` zu belassen.
Der Anschluß des erfindungsgemäßen Leiters an den Stromkreis muß mit Hilfe von Kontakten aus Silber oder wenigstens mittels versilberter Kontakte erfolgen, da die Verwendung anderer Werkstoffe eine wohlbekannte Gleichrichterwirkung hervorruft.
Ohne das Wesen der Erfindung zu ver-. lassen, kann man den Leiter auch auf andere Weise herstellen und ihn zu anderen Zwecken verwenden, als sie beschrieben sind.

Claims

PA'CrNTANSPIZÜCHE: i. Aus einem Gemisch von Silber oder einem Silbersalz mit einem leicht schmelzbaren Metalloid bestehender elektrischer Leiter mit hohem negativen Temperaturkoeffizienten, gekennzeichnet durch eine vollständige Sättigung mit dem Metalloid in den Randzonen- des unter Anwendung einer vergleichsweise hohen Temperatur hergestellten Leiters: z. Leiter nach Anspruch i, gekennzeichnet durch Schwefel als leicht schmelzbares Metalloid. 3. Leiter nach Anspruch i ohne Gleichrichterwirkung, gekennzeichnet durch Stromzuführungen aus Silber oder versilberten elektrisch leitenden Stoffen. Leiter nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er von einem dichten Rohr fest umschlossen ist. 5. Verfahren zur Herstellung eines Leiters nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gemisch aus Silber oder einem Silbersalz und einem überschuß eines nicht schmelzbaren Metalloides bei einer 8oo° C übersteigenden Temperatur zusammengeschmolzen und nach dem Erstarren durch Einbringen in eine Schmelzmasse des gleichen Metallöides mit einem die Randzonen übersättigenden Mantel .aus diesem Metalloid umgeben wird. 6. Verfahren nach Anspruch 5 zur Herstellung eines Leiters nach Anspruch mit einer Vielzahl von Schwefelummantelungen, gekennzeichnet durch ein wiederholtes Einbringen des erstarrten Leiters in eine Masse aus geschmolzenem Schwefel. i 7. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch die Verwendung fein. pulverisierten Silbers. B. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch die Verwendung kolloidalen Silbers.