DE69131787T2

DE69131787T2 - Verfahren zur herstellung einer elektrischen vorrichtung

Info

Publication number: DE69131787T2
Application number: DE69131787T
Authority: DE
Inventors: Tomas Hansson; Ulf Henriksson; Hakan Johansson
Original assignee: Asea Brown Boveri AB
Current assignee: ABB AB
Priority date: 1990-06-05
Filing date: 1991-05-28
Publication date: 2000-06-21
Anticipated expiration: 2011-05-29
Also published as: EP0533760A1; DE69131787D1; ATE186793T1; JP2836959B2; JPH05508055A; EP0533760B1; SE468026B; SE9001990L; SE9001990D0; WO1991019297A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Vorrichtung, insbesondere einer Überstromschutzvorrichtung, mit einem zwei parallele Oberflächen aufweisenden Körper aus einer elektrisch leitenden Polymerverbindung (Polymerstruktur) mit einem spezifischen Widerstand von höchstens 100 mOhm·cm und zwei Elektroden, die in Kontakt mit den parallelen Oberflächen angeordnet sind, wobei die Polymerverbindung ein Polymermaterial und ein in diesem verteiltes elektrisch leitendes Pulvermaterial enthält.
Eine Art einer solchen elektrischen Vorrichtung in Gestalt einer Überstromschutzvorrichtung ist ein PTC-Element (PTC = positiver Temperaturkoeffizient), das heißt, ein Element, dessen spezifischer Widerstand einen positiven Temperaturkoeffizienten hat. Der spezifische Widerstand eines PTC-Elementes der oben genannten Art ist im normalen Arbeitsbereich des Elementes, der sich beispielsweise bis 82 Grad C erstrecken kann, niedrig, zum Beispiel einige Hundertstel Ohm groß, und steigt gering mit der Temperatur an. Wenn die Temperatur des Elementes diesen Wert überschreitet, zum Beispiel infolge eines Überstromes, wächst der Widerstand schneller an, und beim Überschreiten einer bestimmten kritischen Temperatur geht das Element plötzlich über von einem niedrig-ohmigen Zustand in einen hochohmigen Zustand, in welchem der Widerstand etwa 10 Kiloohm betragen kann.
Eine andere Art einer solchen elektrischen Vorrichtung in Gestalt einer Überstromschutzvorrichtung ist ein thermisches Überstromrelais.
Bei der Herstellung des Körpers aus einer elektrisch leitenden Polymerverbindung für eine elektrische Vorrichtung der beschriebenen Art nach den bisher verwendeten Verfahren wird das verwendete Polymermaterial, wenn es sich um ein thermoplastisches Harz, wie zum Beispiel Polyäthylen, handelt, geschmolzen und mit dem leitenden Pulvermaterial vermischt, welches normalerweise aus Kohlenstoff in geeigneter Form oder einem metallischen Material oder einer Mischung aus Kohlenstoff und metallischem Material besteht. Diese Technik bedingt eine Anzahl von Beschränkungen. So muß das Polymermaterial zur Einführung des leitenden Materials eine relativ geringe Viskosität haben, und selbst wenn dies der Fall ist, kann es sich als unmöglich erweisen, den gewünschten ausreichend hohen Kohlenstoffgehalt einzumischen. Der kraftvolle Prozess während des Mischvorganges begründet auch eine Gefahr, daß das leitende Material zermalmt oder in anderer Weise beeinflußt wird, so daß es unerwünschte Veränderungen erfährt. Nach dem Mischen wird das Gemisch Verarbeitungsprozessen unterworfen, in deren Zusammenhang es durch Extrusion, Formpressen oder in anderer Weise geformt wird, was die Gefahr der Entstehung einer unerwünschten Anisotropie im Material des geformten Produktes begründet. Die beschriebenen Prozesse können zu Problemen bei der Erreichung reproduzierbarer Eigenschaften der hergestellten fertigen Körper führen.
Nach der Formung des Körpers aus der Polymerverbindung (Gemisch aus Polymermaterial und elektrisch leitendem Material) wird der Körper nach bekannten Techniken mit Elektroden versehen. Die Elektroden bestehen gewöhnlich aus Metallfolien, die unter Erhitzung des Körpers an diesem durch Pressen angebracht werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die genannten Beschränkungen, die der bekannten Technik anhaften, beseitigt, und es wird eine bedeutende Vereinfachung der Herstellung der elektrischen Vorrichtung erreicht.
So ermöglicht die Erfindung die Verwendung eines Polymermaterials mit bedeutend höherer Viskosität als dies bei den früheren Verfahren möglich ist. Sie erlaubt eine bedeutend größere Freiheit bei der Wahl der Art und des Gehalts des leitenden Materials. Das leitende Material wird keinen Prozessen mit unerwünschten Einflüssen ausgesetzt. Es findet keine Formgebung statt, mit der die Gefahr einer Anisotropie einhergeht. Die Elektroden können ohne Durchführung eines separaten Herstellungsschrittes angebracht werden. Ein besonders wichtiger Vorteil besteht darin, daß durch das Verfahren eine Vorrichtung mit sehr niedrigem Übergangswiderstand zwischen Elektrode und Polymerverbindung erreicht werden kann.
Gemäß der Erfindung werden die günstigen Ergebnisse dadurch erreicht, daß das Polymermaterial im thermoplastischen Zustand und in Pulverform mit einer Korngröße unter 100 um und unter 40 um für mindestens 50% des Materials, im festen trockenen Zustand mit dem elektrisch leitenden Pulvermaterial, welches eine Korngröße von unter 100 um hat, zu einer Mischung gemischt wird, in welcher das Polymermaterial mindestens 30% und das elektrisch leitende Pulvermaterial mindestens 20% des Gesamtvolumens dieser Materialien ausmacht. Die Mischung wird zusammen mit den Elektroden einem Preßvorgang und einer Erhitzung auf eine Temperatur ausgesetzt, bei der das Polymermaterial zumindest an der Oberfläche des Körner schmilzt, wobei sich ein dauerhaft koherenter Körper aus der Mischung bildet und wobei die Elektroden auf dem koherenten Körper fixiert werden. Die Körner des Polymermaterials verlieren dann vollständig ihre Identität.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung, welche eine besonders gute Reproduzierbarkeit der hergestellten Vorrichtung ergibt, wird das Gemisch aus Polymermaterial und elektrisch leitendem Pulvermaterial einem Preßvorgang bei Raumtemperatur oder einer anderen Temperatur, die bedeutend niedriger als die Temperatur ist, bei der das Polymermaterial schmilzt, unterworfen, wobei ein vorgeformter Körper gebildet wird, bevor die Mischung in Gestalt des vorgeformten Körpers zusammen mit den Elektroden dem Pressen und Erhitzen zur Bildung eines dauerhaft koherenten Körpers und zur Fixierung der Elektroden ausgesetzt wird.
Als Elektroden werden vorzugsweise vorgefertigte Platten aus einem pulverförmigen metallischen Material verwendet, die eine poröse Struktur auf der der Mischung zugewandten Seite haben und die für das Polymermaterial undurchlässig sind, so daß sie ein Durchdringen des Polymermaterials zu der der Mischung abgewandten Seite verhindern. Wenn Elektroden dieser Art verwendet werden, sind die Elektroden nachhaltig an der leitenden Polymerverbindung befestigt, ohne daß das Polymermaterial eine Isolierung oder einen möglicherweise schwach leitenden Überzug auf der Außenseite der Elektroden bilden. Das Polymermaterial dringt in seinem thermoplastischen Zustand in die Poren der Elektroden ein, ohne die Elektroden zu durchdringen. Platten, die zu Beginn vollständig porös sind, können gegenüber dem Durchdringen von Polymermaterial undurchlässig gemacht werden, indem sie an der Außenseite mit einem metallischen Überzug versehen werden, beispielsweise auf elektrolytischem Wege. Es ist auch möglich, die Außenseite dadurch dicht zu machen, daß man eine Oberflächenschicht auf den porösen Elektroden zum Schmelzen und Erstarren bringt, zum Beispiel durch Verwendung von Lasertechnik, wobei die Elektroden im übrigen ihren porösen Zustand unverändert beibehalten. Ein anderer Weg zur Beibehaltung der porösen Oberflächenstruktur auf der der Mischung zugewandten Seite und Abdichtung der Platten gegen ein Durchdringen des Polymermaterials besteht darin, die Platten zu sintern, normalerweise in reduzierender Atmosphäre, bei einer dafür erforderlichen Temperatur, die bedeutend niedriger als die Schmelztemperatur des verwendeten metallischen Elektrodenmaterials ist, und nach dem Sintern die Außenseite der Platte zu schleifen oder in anderer Weise mechanisch zu behandeln. Es ist jedoch möglich, Elektroden anderer Art als vorstehend beschrieben zu verwenden. So kann beispielsweise das Elektrodenmaterial im pulverförmigen Zustand in Form von Schichten auf den Oberflächen der leitenden Polymerverbindung aufgebracht werden, bevor diese dem Pressen und Erhitzen zur Herstellung des dauerhaft koherenten Körpers und zur Fixierung der Elektroden unterworfen wird. Auch in einem solchen Falle werden vorzugsweise Maßnahmen ergriffen, um sicherzustellen, daß die Elektroden gegen ein Durchdringen von Polymermaterial dicht sind, beispielsweise, indem man sie mit einem dichten Überzug aus metallischem Material auf der Seite versieht, die der Mischung abgewandt ist.
Das metallische Material der Elektroden kann vorzugsweise aus Nickel oder Kupfer bestehen, jedoch können auch andere metallische Materialien in Gestalt von reinem Metall oder Metallegierungen mit ausreichender elektrischer Leitfähigkeit verwendet werden. Eine geeignete Korngröße des metallischen Materials sind 0,5 um bis 20 um, und eine geeignete Dicke für die Elektroden sind 100 bis 1000 um. Wenn die Elektroden mit einem metallischen Überzug versehen werden, zum Beispiel auf elektrolytischem Wege, kann der Überzug vorteilhafterweise aus Kupfer bestehen, welches eine gut verteilte elektrische Leitung in seitlicher Richtung in der betrachteten Elektrode bewirkt, unabhängig von dem Material, auf welchem die Elektroden im übrigen basieren. Die dichte Oberflächenschicht auf einer im übrigen porösen Elektrode kann vorteilhafterweise eine Dicke haben, die 3 bis 30% der Dicke der gesamten Elektrode ausmacht.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird als Polymermaterial für die Herstellung der Vorrichtung ein vernetzbaren lineares Polymer verwendet. Wenn von der Vernetzungsfähigkeit des Polymermaterials Gebrauch gemacht wird, wird die Vernetzung durchgeführt, nachdem die Mischung aus dem Polymermaterial und dem leitenden Material zusammen mit dem Elektroden dem Pressen und Erhitzen zur Bildung des dauerhaft koherenten Körpers und zur Fixierung der Elektroden ausgesetzt worden ist. Durch vernetzbares Polymermaterial wird eine größere mechanische und thermische Stabilität der hergestellten Vorrichtung erreicht.
Das Polymermaterial besteht vorzugsweise aus einem Polyolefin, wie zum Beispiel Polyäthylen, Polypropylen, Polybutylen oder einem Kopolymer aus Äthylen und Propylen. Besonders bevorzugt wird HD-Polyäthylen. Es ist jedoch möglich, andere lineare Polymere zu verwenden, die ausreichend feinkörnig gemacht werden können und im trockenen Zustand mit dem leitenden Material gemischt werden können, und in den thermoplastischen Zustand übergeführt werden können, wenn die Mischung dem Pressen und Erhitzen zur Bildung eines dauerhaft koherenten Körpers aus der Polymerverbindung (Gemisch aus Polymermaterial und leitendem Material) und zur Fixierung der Elektroden unterworfen wird. Beispiele für solche anderen linearen Polymere sind Polyamide, Polyäthylen-Terephthalat, Polybutylen-Terephthalat und Polyoxymetylen.
Das Polymermaterial hat vorzugsweise eine Kristallinität von mindestens fünf Prozent.
Die Korngröße des Polymermaterials beträgt vorzugsweise 5 bis 100 um wobei mindestens 50% des Materials eine Korngröße unter 40 um hat.
Als Beispiel für geeignetes elektrisch leitendes Material in der Polymerverbindung können genannt werden Kohlenstoff in Form von leitendem Kohlepulver, wie zum Beispiel Ruß, metallische Materialien, wie zum Beispiel Nickel, Wolfram; Molybdän, Kobalt, Kupfer, Silber, Aluminium und Messing, Boride, wie zum Beispiel ZrB&sub2; und TiB&sub2;, Nitride, wie beispielsweise ZrN und TiN, Oxyde, wie zum Beispiel V&sub2;O&sub3; und TiO, Karbide wie zum Beispiel TaC, WC und ZrC, sowie Gemische aus zwei oder mehr der beispielhaft aufgeführten Materialien, wie zum Beispiel eine Mischung aus Ruß und Nickel. Die Korngröße des leitenden Kohlepulvers, wie zum Beispiel von Ruß, beträgt gewöhnlich 0,01 bis 0,10 um, die Korngröße des metallischen Materials beträgt vorzugsweise 0,5 bis 100 um, und die Korngröße der Boride, Nitride, Oxyde und Karbide beträgt vorzugsweise 0,01 bis 100 um. Vorzugsweise hat mindestens ein Teil des elektrisch leitenden Pulvermaterials eine Korngröße, die kleiner ist als der Querschnitt der Poren in den Elektroden, so daß zumindest dieser Teil des Pulvermaterials das Polymermaterial begleiten kann, wenn dieses in die Poren der Elektrode eindringt.
Das Polymermaterial macht zweckmäßigerweise 30 bis 80% und das elektrisch leitende Pulvermaterial 20 bis 70% des gesamten Volumens dieses Materialien in der Polymerverbin dung aus, die aus der Mischung aufgebaut ist. Wenn das elektrisch leitende Material aus einer Mischung aus Kohlenstoff und metallischem Material besteht, wird ein Gehalt an Polymermaterial von 65 bis 80% und ein Gehalt des elektrisch leitenden Pulvermaterials von 20 bis 35% des Gesamtvolumens dieser Materialien in Vorrichtungen mit einem ausgeprägten PTC-Effekt bevorzugt. In dem elektrisch leitenden Pulvermaterial macht der Kohlenstoff vorzugsweise 5 bis 75 Volumenprozent aus und das metallische Material 25 bis 90 Volumenprozent.
Die Erfindung wird nun genauer anhand einer Anzahl von Beispielen beschrieben.

Beispiel 1

75 Volumenteile HD-Polyäthylen (NB 6081 von PLAST-LABOR S. A., Bulle, Schweiz) mit einem Schmelzindex (MI 190/2) von 40 g/10 min. einer Dichte von 0,960 g/cm³ und einer Korngröße von 5 bis 90 um, wobei mehr als 50% des Materials eine Korngröße von 24 bis 36 um hat, werden mit 13 Volumenteilen Nickelpulver mit einer Korngröße von weniger als 7 um und mit 12 Volumenteilen Ruß vom Typ N550 (ASTM) mit einer Korngröße von 0,040 bis 0,048 um zu einer Mischung in Form einer Polymerverbindung gemischt. Die Mischung wird bei Raumtemperatur und einem Druck von 70 MPa in einem Formwerkzeug mit einem zylindrischen Hohlraum und einer oder zwei beweglichen zylindrischen Matritzen zu einer vorgeformten runden Platte mit einem Durchmesser von 25 mm und Höhe von 155 mm gepreßt.
In dem gleichen Formwerkzeug werden zwei Elektroden in Gestalt von Platten mit einer Dicke von 0,6 mm durch Pressen von Nickelpulver mit einer Korngröße von 4 bis 7 um vorbereitet. Das Pressen erfolgt bei Raumtemperatur und einem Druck von 70 MPa. Die Platten sind porös mit durchgehenden Poren. Jede Platte wird auf einer Seite elektrolytisch mit einer 20 um dicken Schicht aus Kupfer versehen, welche einerseits das Vorhandensein durchgehender Poren dadurch beseitigt, daß die Schicht dicht ist, und andererseits für eine radial verteilte Oberflächenschicht hoher Leitfähigkeit sorgt.
Die Platte aus der Polymerverbindung mit einer Nickelelektrodenplatte auf jeder großen Seite wird wieder in das Formwerkzeug gelegt, wobei die Kupferschichten nach außen weisen, worauf der Stapel aus den drei Platten zunächst bei Raumtemperatur und einem Druck von 70 MPa und dann bei 150 Grad C ohne Änderung des Druckes gepreßt wird. Die Polymerverbindung (Mischung) bildet dann einen dauerhaft koherenten Körper, an den die Elektroden mechanisch in einer wirksamen Weise mit einem niedrigen Übergangswiderstand zwischen Elektrode und Polymerverbindung dadurch befestigt sind, daß die Polymerverbindung (Mischung) oder zumindest das darin enthaltene Polymermaterial und der Teil des elektrisch leitenden Pulvermaterials, dessen Korngröße kleiner ist als die Poren der Elektroden, in die Poren der Elektroden eingedrungen sind. Die Polymerverbindung hat einen spezifischen Widerstand von weniger als 50 mOhm·cm. Die hergestellte Vorrichtung ist ausgezeichnet geeignet zur Verwendung als PCT-Element.

Beispiel 2

Eine Vorrichtung wird in der im Beispiel 1 beschriebenen Weise hergestellt mit dem Unterschied, die Kupferschichten an den Außenseiten der Elektroden nicht aufgebracht werden, bevor der Stapel aus den Platten der Polymerverbindung und den Nickelelektroden bei Raumtemperatur zu einem koherenten Körper gepreßt worden sind. Nach Aufbringung der Kupferschichten an der Außenseite der Elektroden wird der koherente Körper bei einem Druck von 70 MPa und einer Temperatur von 150 Grad C gepreßt.

Beispiel 3

Eine Vorrichtung wird in der im Beispiel 1 beschriebenen Weise hergestellt mit dem Unterschied, daß die bei Raumtemperatur gepreßten Elektrodenplatten an der Außenseite nicht mit einer dichten Kupferschicht versehen werden, sondern in einer Wasserstoffgasatmosphäre bei etwa 400 Grad C vier Stunden lang gesintert werden, gefolgt von einem Schleifen derjenigen Seite, die von der Polymerverbindung wegweist, unter Verwendung von 320-mesh-Naßschleifpapier. Das Schleifen bewirkt eine Verformung der Oberflächenschicht derart, daß diese dicht wird. Hierdurch erhält man Elektrodenplatten mit einer porösen Oberflächenstruktur an der Seite, welche der Polymerverbindung zugewandt ist, jedoch ohne durchgehende Poren. Die Elektrodenplatten sind daher während des Heißpressens für Polymermaterial undurchlässig.

Beispiel 4

Eine Vorrichtung wird in der im Beispiel 1 beschriebenen Weise hergestellt mit dem Unterschied, daß die porösen Elektroden an ihrer Außenseite nicht mit einer Kupferschicht versehen werden, sondern dort unter Verwendung von Laserstrahlen dicht gemacht werden durch Schmelzen der Oberflächenschicht bis zu einer Tiefe von etwa 50 um und nachfolgender Erstattung. Die Vorrichtung ist ausgezeichnet geeignet zur Verwendung als PTC-Element.

Beispiel 5

Eine Vorrichtung wird nach einer der in Beispielen 1 bis 4 beschriebenen Weisen hergestellt. Nach dem letzten Pressen und der Wärmebehandlung wird die Polymerverbindung einer Vernetzung unterworfen, indem die Vorrichtung in ihrer Gesamtheit einer Elektronenbestrahlung ausgesetzt wird, bis der Vernetzungsgrad des Polymermaterials 80% beträgt. Die Polymerverbindung hat einen spezifischen Widerstand von weniger als 50 mOhm·cm. Die Vorrichtung ist ausgezeichnet geeignet zur Verwendung als PTC-Element.

Beispiel 6

Elektroden werden hergestellt in einer in den Beispielen 1, 3 oder 4 beschriebenen Weise. Die Elektroden werden zusammen mit der im Beispiel 1 beschriebenen Polymerverbindung in Pulverform, das heißt, ohne Vorformung in den Hohlraum eines Formwerkzeuges der in Beispiel 1 beschriebenen Art eingebracht, wobei die Elektroden auf beiden Seiten der Polymerverbindung und mit der dichten Schicht (Beispiele 1 und 4) nach außen weisend angebracht sind. Die Polymerverbindung und die Elektroden werden bei einem Druck von 70 MPa und einer Temperatur von 150 Grad C gepreßt. Die Polymerverbindung hat einen spezifischen Widerstand von weniger als 50 mOhm·cm. Die Vorrichtung ist ausgezeichnet geeignet zur Verwendung als PTC-Element.

Beispiel 7

Eine Vorrichtung wird herstellt in einer der in dem Beispielen 1 bis 6 beschriebenen Weisen mit dem Unterschied, daß anstelle des dort genannten Polyäthylens ein LD-Polyäthylen (HX 1681 von PLAST-LABOR S. A.) verwendet wird mit einem Schmelzindex von 70 g/10 min und einer Dichte von 0,916 g/cm³ und einer Korngröße von 5 bis 35 um, wobei mehr als 50% dieses Materials eine Korngröße von 10 bis 14 um hat. Die Polymerverbindung hat einen spezifischen Widerstand von weniger als 50 mOhm·cm. Die hergestellte Vor richtung ist ausgezeichnet geeignet zur Verwendung als PTC-Element.

Beispiel 8

Eine Vorrichtung wird hergestellt nach einer der in den Beispielen 1, 2, 3, 4 oder 6 beschriebenen Weisen mit dem Unterschied, daß anstelle des dort genannten Polyäthylens Polypropylen (PB 0580 PLAST-LABOR S. A.) verwendet wird mit einem Schmelzindex von (MI 230/5) von 100 g/10 min. einer Dichte von 0,905 g/cm³ und einer Korngröße von 5 bis 90 um, wobei mehr als 50% dieses Materials eine Korngröße von 24 bis 36 um hat und mit dem Unterschied, daß das Heißpressen bei 170 Grad C durchgeführt wird.

Beispiel 9

Eine Vorrichtung wird hergestellt nach einer der in den Beispielen 1 bis 8 beschriebenen Weisen mit dem Unterschied, daß anstelle des dort erwähnten elektrisch leitenden Pulvermaterials in Gestalt von 13 Volumenteilen Nickelpulver und 12 Volumenteilen Ruß 50 Volumenteile ZrN mit einer Korngröße von weniger als 45 um verwendet wird. Das Polymermaterial hat einen spezifischen Widerstand von weniger als 50 mOhm·cm.

Beispiel 10

Eine Vorrichtung wird hergestellt in der im Beispiel 9 beschriebenen Weise mit dem Unterschied, daß anstelle von ZrN TiN mit einer Korngröße von weniger als 6-10 um verwendet wird. Die Polymerverbindung hat einen spezifischen Widerstand von weniger als 35 mOhm·cm.

Beispiel 11

Eine Vorrichtung wird hergestellt nach einer der in den Beispielen 1 bis 8 beschriebenen Weisen mit dem Unter schied, daß anstelle des dort erwähnten elektrisch leitenden Pulvermaterials in Gestalt von 13 Volumenteilen Nickelpulver und 12 Volumenteilen Ruß 13 Volumenteilen des gleichen Rußes und 52 Volumenteilen TiN mit einer Korngröße von 6 bis 10 um verwendet werden. Die Polymerverbindung hat einen spezifischen Widerstand von weniger als 35 mOhm·cm.

Beispiel 12

Eine Vorrichtung wird hergestellt in der im Beispiel 10 beschriebenen Weise mit dem Unterschied, daß anstelle von TiN ZrB&sub2; mit einer Korngröße mit weniger als 45 um verwendet wird. Die Polymerverbindung hat einen spezifischen Widerstand von weniger als 30 mOhm·cm.

Beispiel 13

Eine Vorrichtung wird hergestellt in der im Beispiel 9 beschriebenen Weise mit dem Unterschied, daß anstelle von ZrN TiB&sub2; mit einer Korngröße mit weniger als 45 um verwendet wird.

Beispiel 14

Eine Vorrichtung wird hergestellt in einer der in den Beispielen 1 bis 8 beschriebenen Weisen mit dem Unterschied, daß anstelle des dort erwähnten elektrisch leitenden Pulvermaterials in Gestalt von 13 Volumenteilen Nickelpulver und 12 Volumenteilen Ruß 120 Volumenteilen Ruß derselben Art wie in Beispiel 1 verwendet wird.

Beispiel 15

Eine Vorrichtung wird hergestellt in einer der in den Beispielen 1 bis 8 beschriebenen Weisen mit dem Unterschied, daß anstelle des dort erwähnten elektrisch leitenden Pulvermaterials in Gestalt von 13 Volumenteilen Nickelpulver und 12 Volumenteilen Ruß 60 Volumenteile Nickelpulver der gleichen Art wie in Beispiel 1 verwendet werden.
In allen in den Beispielen 1 bis 15 genannten Fällen verlieren die Körner des Polymermaterial vollständig ihre Identität.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Vorrichtung, insbesondere einer Überstromschutzvorrichtung, mit einem zwei parallele Oberflächen aufweisenden Körper aus einer elektrisch leitenden Polymerverbindung mit einem spezifischen Widerstand von höchstens 100 mOhm·cm und zwei Elektroden, die in Kontakt mit den parallelen Oberflächen angeordnet sind, wobei die Polymerverbindung ein Polymermaterial und ein in diesem verteiltes elektrisch leitendes Pulvermaterial enthält,

dadurch gekennzeichnet, daß

- das Polymermaterial im thermoplastischen Zustand und in Pulverform mit einer Korngröße von weniger als 100 um, und weniger als 40 um in mindestens 50 Prozent des Materials,

- im festen und trockenen Zustand mit dem elektrisch leitenden Pulvermaterial, welches eine Korngröße von weniger als 100 um hat, zu einem Gemisch vermischt wird,

- in welcher das Polymermaterial mindestens 30 Prozent und das elektrisch leitende Pulvermaterial mindestens 20 Prozent des Gesamtvolumens dieser Materialien ausmacht,

- und daß das Gemisch zusammen mit den Elektroden einer Pressung und einer Erhitzung auf eine Temperatur ausgedetzt wird, bei der das Polymermaterial zumindest an der Oberfläche der Körner derart schmilzt, daß aus dem Gemisch, in der die Körner des Polymermaterials ihre Identität vollständig verloren haben, ein permanent zusammenhängender Körper gebildet wird und die Elektroden an den zusammenhängenden Körper fixiert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch einer Pressung bei Raumtemperatur oder einer anderen Temperatur, die bedeutend unter der Temperatur liegt, bei welcher das Polymermaterial schmilzt, unterworfen wird, wobei ein vorgeformter Körper gebildet wird, bevor das Gemisch in Gestalt des vorgeformten Körpers zusammen mit den Elektroden der Pressung und Erhitzung zur Bildung des permanent zusammenhängenden Körpers und zur Fixierung der Elektroden unterworfen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Elektroden vorgefertigte Platten aus einem pulverförmigen metallischen Material verwendet werden, welche Platten eine poröse Struktur an derjenigen Seite haben, die dem Gemisch zugewandt ist, und die dicht gegenüber dem Durchdringen von Polymermaterial zu der Seite sind, welche von dem Gemisch wegweist.

34. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten an der von dem Gemisch wegweisenden Seite dadurch dicht sind, daß sie auf der genannten Seite mit einem dichten Überzug aus einem metallischen Material versehen sind.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten an der von dem Gemisch wegweisenden Seite dadurch dicht sind, daß die genannte Seite mit einer geschmolzenen und fest gewordenen Oberflächenschicht aus dem pulverförmigen metallischen Material der Platten versehen ist.

6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten gegen ein Durchdringen von Polymermaterial undurchlässig sind infolge der Beseitigung von durchgehenden Poren durch Sintern der Platten und anschließender mechanischer Bearbeitung derjenigen Seite, die von dem Gemisch wegweist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Polymermaterial ein vernetzbares lineares Polymer verwendet wird und daß das Polymermaterial vernetzt wird, nachdem das Gemisch zusammen mit den Elektroden der Pressung und Erhitzung zur Bildung eines permanent zusammenhängenden Körpers und zur Fixierung der Elektroden ausgesetzt worden ist.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Polymermaterial ein Polyolefin verwendet wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Polymermaterial ein Polyethylen verwendet wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymermaterial 30 bis 80 Prozent und das elektrisch leitende Pulvermaterial 20 bis 70 Prozent des Gesamtvolumens dieser Materialien des Gemisches ausmacht.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymermaterial 65 bis 80 Prozent und das elektrisch leitende Pulvermaterial 20 bis 35 Prozent des Gesamtvolumens dieser Materialien des Gemisches ausmacht.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß als elek trisch leitendes Pulvermaterial Kohlenstoff in Form von Ruß verwendet wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß als elektrisch leitendes Pulvermaterial in dem Gemisch ein metallisches Material verwendet wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß als elektrisch leitendes Pulvermaterial in dem Gemisch eine Mischung aus Kohlenstoff in Form von Ruß und einem metallischen Material verwendet wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß das metallische Material aus Nickel besteht.

16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlenstoff 5 bis 75 Prozent und das metallische Material 25 bis 95 Prozent des Gesamtvolumens dieser Materialien in der Mischung beträgt.