Widerstandskörper mit negativem Temperaturkoeffizienten des elektrischen
Widerstandes Widerstandskörper mit hohem negativem Temperaturkoeffizienten des elektrischen
Widerstandes zerspringen häufig bei sehr hoher Belastung. Dies hat wahrscheinlich
in der ungleichmäßigen Verteilung des Stromdurchganges und damit der Temperatur
seine Ursache. Um diesen Fehler zu beseitigen, hat man bereits vorgeschlagen, die
Widerstandskörper durch Metallscheiben, die sich quer zur Stromrichtung erstrecken,
zu unterteilen. Die Widerstandsscheiben und die Metallscheiben wurden dabei beispielsweise
durch Schraubendruck zusammengehalten. Derartige Widerstandskörper haben sich in
einzelnen Fällen noch nicht völlig bewährt. Es ist vorgekommen, daß sich an Stellen
mit ungenügender Berührung zwischen den Metall- und Widerstandsscheiben Übergangswiderstände
ausbildeten. Diese veränderten-die Eigenschäften des Widerstandskörpers und führten
auch manchmal zu örtlichen Überhitzungen und Sprüngen.Resistance body with negative temperature coefficient of the electrical
Resistive resistance body with high negative temperature coefficient of the electrical
Resistance often shatter under very high loads. This probably has
in the uneven distribution of the current passage and thus the temperature
its cause. In order to eliminate this error, it has already been proposed that the
Resistance bodies through metal disks that extend transversely to the direction of the current,
to subdivide. The resistance disks and the metal disks were for example
held together by screw pressure. Such resistance bodies have become in
not yet fully proven in individual cases. It has happened that in places
with insufficient contact between the metal and resistance disks, transition resistances
trained. These changed the properties of the resistance body and led
also sometimes to local overheating and cracks.
Des weiteren ist es schon bekannt; Elektroden aus Metall auf fertige
Scheiben aufzubringen und schließlich auch Elektroden unter Benutzung keramischer
Grundmassen aufzubrennen. Aber auch diese Verfahren sind mit zahlreichen Nachteilen
verknüpft, wie Übergangseiderstände, schlechtes Haften der Metallelektroden, Übergangswiderstände
bei Carbidbildung usw. Auch ist es bei den bisher bekanntgewordenen Verfahren praktisch.
unmöglich, bei Massenherstellung stets gleiche und gleichbleibende elektrische Eigenschaften
aufweisende Widerstände zu erhalten. , Schichtet man nun Widerstandsscheiben, die
aufgesinterte oder in anderer Weise aufgebrachte Metallelektroden besitzen, derart
aufeinander, daß die Metallelektroden sich berühren, so ist auch bei Anwendung von
Druck die Berührung der Elektroden meist nur auf drei oder mehr verhältnismäßig
kleine Flächen beschränkt, da die Metallelektroden nie ganz eben sind. Nun ist es
aber zur Vermeidung einer hohen Wärmeträgheit und zur Verringerung der Ausdehnungsspannungen
zwischen Widerstandskörper und Elektrode notwendig, die Elektroden sehr dünn zu
machen. Bei starker Strombelastung tritt dann in den Elektroden ein merkbares Spannungsgefälle
von den berührungslosen Stellen zu den Berührungsstellen auf, so daß die Elektroden
nicht mehr als Äquipotentialflächen wirken. Als Folge davon entstehen im Widerstandskörper
in der Nähe der Berührungsstellen Stromliriienverdichtungen, die zu unterschiedlicher
Belastung und damit zur Zerstörung der Widerstandskörper führen.Furthermore, it is already known; Metal electrodes on finished
To apply disks and finally also electrodes using ceramic
Burn the base masses. But even these methods have numerous disadvantages
linked, such as contact resistances, poor adhesion of the metal electrodes, contact resistances
in the case of carbide formation, etc. It is also practical in the processes that have become known so far.
impossible, with mass production always the same and constant electrical properties
to obtain exhibiting resistances. , You now layer resistance disks that
have sintered or otherwise applied metal electrodes, such
on each other so that the metal electrodes touch, this is also the case when using
Pressure the touch of the electrodes usually only on three or more proportionally
limited areas as the metal electrodes are never completely flat. Now it is
but to avoid high thermal inertia and to reduce expansion stresses
between resistor body and electrode necessary to make the electrodes very thin
do. In the event of a high current load, a noticeable voltage gradient occurs in the electrodes
from the non-contact points to the contact points, so that the electrodes
no longer act as equipotential surfaces. As a result, arise in the resistance body
In the vicinity of the contact points, streamline densities leading to different
Load and thus lead to the destruction of the resistance body.
Die Erfindung bezweckt, diese Nachteile von aus übereinandergeschichteten,
Metallüberzöge
` aufweisende Widerstandsscheiben bestehenden Widerstandskörpern
mit negativem Temperaturkoeffizienten des elektrischen Widerstandes, insbesondere
aus Metalloxyden und vorzugsweise aus Urandioxyd, zu vermeiden. Zu diesem Zwecke
sind erfindungsgemäß die dünnen metallischen Überzüge der den Widerstandskörper
quer zur Stromrichtung unterteilenden Widerstandsscheiben durch Sintern miteinander
verbunden. Hierdurch wird eine die schädlichen Berührungswiderstände ausschließende,
äußerst innige Berührung und sehr feste Verbindung zwischen den einzelnen Widerstandsscheiben
des Widerstandskörpers geschaffen.The aim of the invention is to overcome these disadvantages of
Metal covers
`having resistance disks existing resistance bodies
with a negative temperature coefficient of the electrical resistance, in particular
from metal oxides and preferably from uranium dioxide. To this end
are according to the invention the thin metallic coatings of the resistor body
Resistance disks dividing transversely to the direction of flow by sintering with one another
tied together. This creates a damaging contact resistance,
extremely intimate contact and very firm connection between the individual resistance disks
created the resistance body.
Zur Herstellung der neuen Widerstandskörper wird zweckmäßig von ungebrannten
oder nur vorgesinterten Widerstandsscheiben ausgegangen, deren Oberflächen mit dünnen
Schichten einer ein Metall enthaltenden Paste überzogen werden. Die Widerstandsscheiben,
die in der Regel eine Stärke von einigen Millimetern besitzen, werden darauf aneinandergeklebt,
gegebenenfalls unter Anwendung von Druck, und. dann einer Erhitzung unterworfen,
die zur Verwandlung der Pastenschichten in Metallschichten und Aneinandersinterung
dieser Schichten ausreicht. Es können aber auch, die mit den Pastenschichten versehenen
Widerstandsscheiben erst gesondert erhitzt werden, um die Pastenschichten in Metallüberzüge.zu
verwandeln. Die Widerstandsscheiben werden dann aufeinandergeschichtet, zweckmäßig
noch aneinandergedrückt und darauf erfindungsgemäß so hoch erhitzt, daß die metallischen
Überzüge aneinandersintern. Wegen der stärkeren Zusammensinterung des Widerstandsstoffes
ist es notwendig, die Metallüberzüge sehr dünn zu machen. Es ist dann nicht zu befürchten,
daß sich bei der Sinterung in den Metallüberzügen Risse bilden.For the production of the new resistor body it is advisable to use unfired ones
or only presintered resistance disks, whose surfaces are covered with thin
Layers of a paste containing a metal are coated. The resistance disks,
which are usually a few millimeters thick, are glued to each other,
possibly with the application of pressure, and. then subjected to heating,
those for transforming the paste layers into metal layers and sintering them together
of these layers is sufficient. But it can also be provided with the paste layers
Resistance disks are first heated separately in order to convert the paste layers into metal coatings
transform. The resistance disks are then stacked on top of one another, expediently
still pressed against each other and then heated so high according to the invention that the metallic
Sinter coatings together. Because of the stronger sintering of the resistance material
it is necessary to make the metal coatings very thin. There is then no reason to fear
that cracks form in the metal coatings during sintering.
Ein besonders guter Aufbau des Widerstandskörpers bei sicherer Verbindung
der aufeinandergeschichteten Widerstandsscheiben wird erreicht, wenn zwischen den
metallischen Überzügen der Widerstandsscheiben noch eine mit ihnen durch Sinterung
oder eintretendes Legieren verbundene Metallschicht vorhanden ist. - Die. metallischen
Überzüge und die zwischenliegenden Metallschichten müssen hierbei. zweckmäßig aus
Metallen bestehen,, die miteinander legieren. Zur Herstellung derartiger Widerstandskörper
wird zweckmäßig wiederum von ungesinterten oder schwach gesinterten Widerstandsscheiben
ausgegangen, die durch Aufbringen von dünnen Metallpastenschichten und anschließendes
Erhitzen mit Metallüberzügen versehen werden. Letztere werden dann mittels einer
zwischengefügten Pastenschicht aus einem mit dem Überzugsmetall legierungsfähigen
Metall aneinandergeklebt, gegebenenfalls unter Druckanwendung. Darauf wird endlich
der ganze Widerstandskörper so hoch erhitzt, daß auch die Zwischenschicht sich 'in
eine Metallschicht verwandelt. Letztere frittet hierbei mit den Überzugsschichten
der Widerstandsscheiben zusammen, wobei sich gleichzeitig eine Legierung zwischen
der Verbindungsschicht und den Überzugsschichten ausbildet. Zweckmäßig wird zur
Herstellung der Zwischenschicht eine Paste verwendet, deren Metall bei niedrigerer
Temperatur sintert als das Metall der Scheibenüberzüge. Obwohl es zweckmäßiger ist,
erst nach Erzeugung der metallischen Überzüge zwischen diesen die verbindende Pastenschicht
einzufügen, kann aber unter Umständen, z. B. bei sehr schnell trocknenden Pastenschichten,
auch so vorgegangen werden, daß bereits zwischen den auf den Widerstandsscheiben
angebrachten Pastenschichten die verbindende Pastenschicht.eingefügt wird, in welchem
Falle dann nur eine einzige Erhitzung zur Überführung der Pastenschichten in Metallschichten
nebst Aneinandersinterung derselben anzuwenden ist.A particularly good structure of the resistor body with a secure connection
of the stacked resistance disks is achieved when between the
metallic coatings of the resistance disks with them by sintering
or entering alloying bonded metal layer is present. - The. metallic
Coatings and the intermediate metal layers must here. functional
Metals are made up, which alloy with each other. For the production of such resistance bodies
is useful again from unsintered or weakly sintered resistance disks
assumed that by applying thin layers of metal paste and then
Heating can be provided with metal coatings. The latter are then by means of a
intermediate paste layer made of a layer capable of being alloyed with the coating metal
Metal glued together, possibly with the application of pressure. That’s finally going to happen
the whole resistance body is heated so high that the intermediate layer is also 'in
transformed into a metal layer. The latter fries with the coating layers
of the resistance disks together, at the same time an alloy between
the tie layer and the coating layers. Appropriate for
Manufacture of the intermediate layer uses a paste, the metal of which is lower
Temperature sinters as the metal of the disc coatings. Although it is more convenient
the connecting paste layer only after the metallic coatings have been produced between them
to be inserted, but under certain circumstances, e.g. B. with very fast drying paste layers,
also be proceeded in such a way that already between the on the resistance disks
attached paste layers the connecting paste layer. is inserted, in which
Then trap only a single heating to convert the paste layers into metal layers
together with the sintering together of the same is to be used.
Die zu verwendenden Pasten können das Metall sowohl als metallisches
Pulver in Form einer .geeigneten chemischen Verbindung, z. B. als Salz einer organischen
Säure oder als Arüalgam, enthalten. Das Erhitzen muß je nach den Umständen im oxydierenden,
reduzierenden oder nicht angreifenden Gase erfolgen. Soll eine geringe Oxydation
eintreten, so kann dies beispielsweise durch Beifügung von Wasserdampf zu dem Gas
erreicht werden.The pastes to be used can be metal as well as metallic
Powder in the form of a suitable chemical compound, e.g. B. as the salt of an organic
Acid or as arüalgam. Depending on the circumstances, the heating must be in the oxidizing,
reducing or non-aggressive gases. Should have a low level of oxidation
can occur, for example, by adding water vapor to the gas
can be achieved.
Als Ausführungsbeispiel soll die Herstellung eines Widerstandskörpers
für `hohe Stromstärken aus Urandioxyd beschrieben werden: Gepreßte und zweckmäßig
bei verhältnismäßig niedriger Temperatur (80o bis i2oo° C) gesinterte Platten aus
Urandioxyd werden mit einem sehr dünnen Pastenanstrich aus Molybdänpulver und Kollodium
versehen und dann bei einer wesentlich höheren Tem= peratur, die beispielsweise
zwischen 130o und 2 000° C liegen kann, gesintert. Man erhält dann sehr festhaftende,
dünne Molybdänschichten auf den Widerstandsplatten. Zur Bildung von größeren Widerstandskörpern
verklebt man die Platten miteinander durch Pastenschichten, die ein Metall enthalten,
das sich mit Molybdän legiert, z. B. Nickel, Eisen oder Wolfram. Bei nochmaligem
Brennen bei 90o bis 130o° C sintert das Metallpulver der pastenförmigen Zwischenschicht
und geht mit dem Molybdän eine Legierung ein. Im Bedarfsfalle können die hierbei
erforderlichen Wärmebehandlungen unter Druck vorgenoinmen
werden.
Die zur Stromzuführung benötigten Metallplatten oder Metallschichten werden zweckmäßig
ebenfalls aufgesintert. Es ist z. B. vorteilhaft, Eisenplatten zu nehmen und sie
mit Nickelpulver aufzusintern, damit sowohl zwischen dem Eisen und dem Nickel als
auch zwischen dem Nickel und der letzten Molybdänschicht eine Legierung entsteht.As an exemplary embodiment, the production of a resistor body
for `high currents from uranium dioxide can be described: Pressed and functional
sintered plates at a relatively low temperature (80o to i2oo ° C)
Uranium dioxide is coated with a very thin paste of molybdenum powder and collodion
provided and then at a much higher Tem = temperature, for example
between 130o and 2,000 ° C, sintered. You then get very firmly adhering,
thin layers of molybdenum on the resistor plates. For the formation of larger resistance bodies
the panels are glued together using layers of paste that contain a metal,
alloyed with molybdenum, e.g. B. nickel, iron or tungsten. With repeated
Firing at 90o to 130o ° C sinters the metal powder of the pasty intermediate layer
and forms an alloy with molybdenum. If necessary, they can do this
necessary heat treatments are carried out under pressure
will.
The metal plates or metal layers required for supplying power are expedient
also sintered on. It is Z. B. advantageous to take iron plates and use them
to be sintered with nickel powder, so that both the iron and the nickel as
an alloy is also formed between the nickel and the last molybdenum layer.
Um eine Oxydation der Widerstandsstoffe, der metallischen Zwischenlagen
und der Stromzuführungen bei höheren Temperaturen zu vermeiden, wird der fertige
Widerstandskörper zweckmäßig gegen Sauerstoff geschützt. Er kann beispielsweise
mit einem luftdichten Überzug versehen oder in einem luftdichten, mit Wasserstoff
gefüllten Gefäß angeordnet werden.An oxidation of the resistance materials, the metallic intermediate layers
and to avoid the power supply at higher temperatures, the finished
Resistance body suitably protected against oxygen. For example, he can
provided with an airtight cover or in an airtight one with hydrogen
filled vessel can be arranged.