DE972365C

DE972365C - Process for the production of high ohmic resistors

Info

Publication number: DE972365C
Application number: DEP979A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Dr Endter
Original assignee: Degussa GmbH
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1948-10-02
Filing date: 1948-10-02
Publication date: 1959-07-09

Description

Verfahren zur Herstellung von Hochohmwiderständen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von elektrischen Hochohm.widerständen, hei welchem poröse keramische oder silikatische Körper mit einer Ruß in kolloidaler Verteilung enthaltenden Suspension getränkt werden.Method for producing high-ohmic resistors The invention relates to a process for the production of electrical high-ohmic resistances, ie which porous ceramic or silicate bodies with a soot in colloidal distribution containing suspension are soaked.

Hochohmwiderstände wurden früher in der Weise hergestellt, daß Träger geeigneter Form mit Hilfe von rußenden Flammen, z. B. indem der Träger durch die Flamme bewegt wurde, oberflächlich mit einer Rußschieht versehen wurden. Später ging man dazu über, in den Träger, z. B. in einen porösen keramischen Körper, Kohlenstoff einzubringen und in dem Körper ein leitendes Kohlenstoffgeriist zu bilden. Das erfolgt durch Tränken des Körpers mit flüssigen, kohlenstoffhaltigen Stoffen, wie Teer oder Asphalt, und anschließendes Ausbrennen, wobei Koks in den Poren des Körpers abgeschieden wird. Ein ähnliches Verfahren besteht darin, Koh.lenstoffverbindungen, wie Dextrin, Zukker u. dgl., zu verwenden, die beim nachfolgenden Erhitzen auf 85o bis zooo° C einen reineren, von hochmolekularen Kohlenwasserstoffverbindungen freien Kohlenstoff hinterlassen. Zum Unterschied von der vorher besprochenen Arbeitsweise wird hier jedoch in erster Linie die Oberfläche des Trägerkörpers mit einer Kohlenstoffschicht versehen. Es hat sich herausgestellt, daß Widerstände; die ein in einem porösen Träger eingebettetes Kohlenstoffgerüst besitzen, keine einheitliche Leiterbahn und deshalb mangelhafte Konstanz aufweisen und bei der Verwendung im Rundfunkempfängerbau das lästige Widerstandsrauschen hervorrufen. Nach Versuchen, solche Widerstände mit eingebettetem Kohlenstoffgerüst herzustellen, hat man vorgezogen, wieder dazu überzugehen, die Leitersubstanz nur auf der Oberfläche des Isolierkörpers niederzuschlagen.High-ohmic resistors were previously manufactured in such a way that carriers suitable form with the help of sooting flames, e.g. B. by the carrier through the Flame was moved, were provided with a layer of soot on the surface. later one went over to the carrier, z. B. in a porous ceramic body, carbon to be introduced and to form a conductive carbon framework in the body. That happens by soaking the body with liquid, carbonaceous substances such as tar or Asphalt, and subsequent burnout, with coke deposited in the pores of the body will. A similar process is to use carbon compounds such as dextrin, Sugar and the like to be used, which are then heated to 85o to zooo ° C is a purer carbon free of high molecular weight hydrocarbon compounds leave behind. In contrast to the previously discussed working method, here however primarily the surface of the carrier body with a carbon layer Mistake. It has been found that resistors; the one in a porous Carriers have an embedded carbon structure, no uniform conductor track and therefore show insufficient constancy and when used in radio receiver construction cause the annoying resistance noise. After trying such resistors to manufacture with an embedded carbon framework, one preferred to go over again, the conductor substance only on the surface of the insulating body knock down.

Zur Herstellung von hochohmigen Widerständen mit leitfähiger Schicht auf der Oberfläche des Trägerkörpers sind die verschiedensten technischen Wege eingeschlagen worden, z. B. das Auftragen und Trocknen von Lösungen, welche Kohlenstoff in feiner Verteilung enthalten, die Zersetzung nicht flüchtiger Kohlenstoffverbindungen, die vorher durch Auftrocknen einer Lösung auf den keramischen Träger niedergeschlagen sind oder die Abscheidung von Kohlenstoff aus gasförmigen Kohlenwasserstoffen bei hoher Temperatur. Verhältnismäßig günstige Ergebnisse erhält man, wenn man zur Herstellung der leitenden Schicht ein geeignetes Material, z. B. Graphit, in kolloidalem Zustand anwendet. Bei den Verfahren zur Herstellung von Hochohmwiderständen mittels kolloidaler Kohlenstofflösungen wurden immer solche verwendet, die Schutzkolloide enthalten. Man hat festgestellt, daß die bei den auf diesem Wege hergestellten Widerständen auftretenden Mängel auf die verwendeten Schutzkolloide zurückzuführen sind.For the production of high-value resistors with a conductive layer A wide variety of technical approaches have been taken on the surface of the carrier body been, z. B. the application and drying of solutions, which carbon in finer Distribution contain the decomposition of non-volatile carbon compounds that previously deposited by drying a solution on the ceramic support or the deposition of carbon from gaseous hydrocarbons high temperature. Relatively favorable results are obtained when one goes to manufacture the conductive layer is a suitable material, e.g. B. graphite, in a colloidal state applies. In the process of producing high-ohmic resistances by means of colloidal Carbon solutions have always been those that contain protective colloids. It has been found that the resistors produced in this way occurring defects can be traced back to the protective colloids used.

Es ist weiterhin bekannt, zur Herstellung hochohmiger Widerstände kolloidale Kohlenstofflösungen zusammen mit porösem Trägermaterial zu verwenden, so daß sich die Kohlenstoffteilchen bei dem fertigen Widerstandskörper nicht nur auf der Oberfläche, sondern teilweise auch im Innern des porösen Körpers einlagern können. Auch in diesen Fällen werden Schutzkolloide zugesetzt. Da man die nachteilige Wirkung dieser Stoffe kannte, verringerte man den Gehalt der zu verwendenden Kohlenstofflösungen an Stabilisatoren so weit wie möglich, ohne dadurch die Fehler selbst völlig ausschalten zu können. Außerdem erlaubte es die Teilchengröße der damals im Handel befindlichen Lösungen von kolloidalem Graphit oder Ruß nicht, mit Sicherheit geschlossene Leiterbahnen in einem porösen keramischen Körper herzustellen. Hierzu kam, daß, wie bereits erwähnt, diese Lösungen immer Schutzkolloide zur Verhinderung des Ausflockens enthalten mußten, so daß gegebenenfalls nach dem Verdunsten des Lösungsmittels die Kohlenstoffteilchen mit einer dünnen Haut umgeben zurückbleiben, die einen zusätzlichen und zweifellos veränderlichen Übergangswiderstand darstellt.It is also known for the production of high-value resistors to use colloidal carbon solutions together with porous carrier material, so that the carbon particles in the finished resistor body not only store on the surface, but also partially inside the porous body can. Protective colloids are also added in these cases. Since one is the disadvantageous Knowing the effect of these substances, the content of the carbon solutions to be used was reduced on stabilizers as much as possible without completely turning off the errors themselves to be able to. In addition, the particle size of the ones then commercially available allowed it Solutions of colloidal graphite or soot are not, certainly closed conductor paths manufacture in a porous ceramic body. In addition, as already mentioned, these solutions always had to contain protective colloids to prevent flocculation, so that, optionally after the solvent has evaporated, the carbon particles are left surrounded with a thin skin, which is an extra and undoubtedly represents variable contact resistance.

Aus allen den hier beschriebenen Schwierigkeiten weist die vorliegende Erfindung einen Weg. Durch das Verfahren gemäß der Erfindung ist es möglich geworden, das Problem, Hochohmwiderstände mit in die Poren des Trägers eingelagertem Kohlen-Stoffgerüst als Leitermaterial herzustellen, auf eine überraschende, einfache und technisch vollkommene, dabei sehr wirtschaftliche Weise zu lösen. Das Verfahren zur Herstellung von Hochohmwiderständen besteht gemäß der Erfindung darin, daß zur Tränkung eine schutzkolloidfreie Suspension von ozonisiertem Ruß verwendet wird und die Körper anschließend in an sich bekannter Weise getrocknet und gegebenenfalls mit einer Schutzlackierung versehen werden. Der Ruß liegt hierbei in einer Teilchengröße vor, die kleiner ist als die Porenweite des verwendeten Trägermaterials. Die Verwendung einer stabilisatorfreien Rußlösung ist wesentlich, da, wie bereits erwähnt, durch die Stabilisatoren Unsicherheiten in der elektrischen Leitfähigkeit entstehen. Diese Art der Herstellung ist sehr einfach und führt zu einer sehr gleichmäßig dichten Rußimprägnierung, deren Stärke dem jeweiligen Verwendungszweck angepaßt werden kann.The present one demonstrates all of the difficulties described here Invention a way. By the method according to the invention it has become possible the problem of high resistance with a carbon structure embedded in the pores of the carrier as a conductor material to manufacture in a surprising, simple and technical way perfect, at the same time very economical way to solve. The method of manufacture of high resistance according to the invention is that for impregnation a protective colloid-free suspension of ozonated soot is used and the body then dried in a manner known per se and optionally with a Protective coating can be provided. The soot has a particle size which is smaller than the pore size of the carrier material used. The usage A stabilizer-free carbon black solution is essential because, as already mentioned, through the stabilizers uncertainties in the electrical conductivity arise. These Way of manufacture is very simple and results in a very evenly dense Carbon black impregnation, the strength of which can be adapted to the respective purpose.

Als besonders zweckmäßig hat es sich erwiesen, als nichtleitende Träger poröses Material mit genügend weiten und durchgehenden Poren zu verwenden. Als derartiges Material kommen z. B. in Betracht alle silikatischen Faserstoffe, wie Asbest u. dgl., ferner poröses oder gefrittetes keramisches Material, wie gefrittetes Glas, poröser Kaolin, poröse Schamotte u. dgl., wie es durch Gastreiben mit chemischen Mitteln, wie Wasserstoffsuperoxyd, und nachheriges Brennen hergestellt werden kann. Nach der Tränkung der nichtleitenden porösen Träger wird, wie bereits erwähnt, getrocknet. Gegebenenfalls kann für besondere Zwecke eine thermische Nachbehandlung folgen.It has proven to be particularly useful as a non-conductive carrier to use porous material with sufficiently wide and continuous pores. As such Material come e.g. B. into consideration all silicate fibers, such as asbestos u. like., also porous or fritted ceramic material, such as fritted glass, porous kaolin, porous fireclay and the like, as is the case with gas forcing with chemical Means such as hydrogen peroxide, and subsequent firing can be prepared. After the impregnation of the non-conductive porous carrier, it is dried, as already mentioned. If necessary, a thermal aftertreatment can follow for special purposes.

Als Ausgangsstoff für die kolloidale Rußlösung verwendet man ozonisierten Ruß, der durch Behandlung von Ruß, insbesondere von Aktivruß, mit ozonhaltiger Luft gewonnen wird. Die Lösungen können z. B. ro bis 2o 1/o ozonisierten Ruß enthalten. Je nach den gewünschten Eigenschaften und dem Verwendungszweck können verschiedene ozonisierte Rußarten zur Anwendung gelangen.Ozonized is used as the starting material for the colloidal soot solution Soot produced by treating soot, especially activated soot, with air containing ozone is won. The solutions can e.g. B. ro to 2o 1 / o ozonized soot. Depending on the desired properties and the intended use, various ozonated types of soot are used.

Die gemäß der Erfindung hergestellten Hochohmwiderstände mit Hilfe von porösem Material, das mit der beschriebenen Rußlösung getränkt wird, weisen, wie die obigen Ausführungen beweisen, wesentliche Vorteile gegenüber den bisher bekannten Widerständen auf. Auch ist der in den Poren aufgesaugte Ruß in den Widerständen gemäß der Erfindung mechanischen Einflüssen weitgehend entzogen, und ferner hat man durch die Möglichkeit der Variierung der Stärke des porösen Trägers sowie des gesamten Porenvolumens und der Porengröße einen außerordentlich großen Spielraum für die Menge von Ruß, die für die Oberfläche sowie den. Querschnitt des Widerstandes verwendet werden kann. Es können auf diese Weise ohne weiteres Widerstände viel höherer Belastbarkeit als bisher hergestellt werden.The high-ohmic resistors produced according to the invention with the help of porous material that is soaked with the carbon black solution described, as the above statements show, significant advantages over the previous ones known resistances. The soot sucked up in the pores is also in the resistors according to the invention largely withdrawn from mechanical influences, and furthermore has one by the possibility of varying the thickness of the porous support as well as the total pore volume and the pore size an extraordinarily large scope for the amount of soot used for the surface as well as the. Cross section of the resistor can be used. A lot can be done in this way without further resistance higher resilience can be produced than before.

Claims

PATENT CLAIMS: r. Process for the production of electrical high-ohmic resistors, in which porous ceramic or silicate body with a carbon black in colloidal Distribution containing suspension are soaked, characterized in that a protective colloid-free suspension of ozonated soot is used for impregnation and the body is then dried and optionally in a manner known per se be provided with a protective coating,

2. The method according to claim i, characterized in that porous material with sufficiently wide and continuous pores, such as silicat fiber materials, in particular asbestos, porous or fritted ceramic material, such as fritted glass, porous kaolin, porous chamotte, as is caused by gas blowing is nachheriges and firing can be generated, used contemplated publications:. German Patent Nos i62 135, 369 528, 53 1733, 5294 6 0..