NO119604B - - Google Patents

Description

Elektrisk isolasjonsmateriale.

Foreliggende oppfinnelse vedrører

elektrisk isolasjonsmateriale. Det er kjent

at fluorkarbon-harpikser har utmerkede

egenskaper som elektriske isolatorer. De

kan dessuten motstå temperaturer som er

betraktelig høyere enn de arbeidstempera-turer som elektriske eller elektroniske

deler vanligvis kan utsettes for. Slike harpikser egnér seg derfor godt til anvendelse

i elektroniske og elektriske elementer.

Fluorkarbon-harpiksene har dog en for

tiden ufordelaktig egenskap, nemlig en

stor varmeutvidelseskoeffisient. Således

egner f. eks. polytetrafluoretylen som

markedsføres som TEFLON seg utmerket

som isolasjonsmateriale helt opp til 260°

C, men det har en stor varméutvidelses-koeffisient.

I handelen leveres polytetrafluotre-tylen-harpiks i pulverform. I det vesentlige foregår formingen av en gjenstand av dette pulver ved at en viss mengde rå-hlarpikspulver utsettes for et høyt trykk, f. eks. fra 140 til 1400 kg/cm2 for å redu-sere pulvermasse-volumet til et selvbærende legeme med et volum som er ca. i/,, av pulvervolumet. Det således kompri-merte legeme sintres sammen ved en temperatur på ca. 385° C. Deretter avkjøles

legemet mens det samtidig kan holdes

under trykk for å oppnå den ønskede stør-relse og form når temperaturen er sunket

til den normale.

De fysikalske dimensjoner av et således fremstilt produkt forandrer seg i

likhet med produkter fremstilt av andre

harpikser, ved varierende temperatur.

Forandringene skyldes at harpiksstoffet

har en varmeutvidelseskvotient større enn

null. Jo større varmeutvidelses-koeffisi-enten ©r, som forøvrig er konstant for dette materiale, desto større vil forandrin-gen i dets fysikalske dimensjoner bli Dette er av stor betydning, f. eks. hvor gjenstanden utgjør en del av et elektrisk element og et konstant dimensjonsfor-hold mellom delene må opprettholdes.

Selv om fluorkarbonharpiksene har en fremragende isolasjonsegenskap og kan anvendes i et stort temperaturområde fra -r- 73° til + 300° C for polytetrafluor-etylen og fra -f- 73° til + 190° C for trifluorkloretylen, er dog deres anvendelse, på grunn av deres varmeutvidelseskvotient, begrenset hvor der forlanges fine tole-ranser og dimensjonsstabilitet.

Hensikten med oppfinnelsen er å skaffe en fremgangsmåte til forandring av den termiske utvidelseskoeffisient for fluorkarbon-harpiks i en slik grad at den i det vesentlige elimineres eller reduseres til en meget ubetydelig verdi.

Dette tilveiebringes av en blanding som inneholder fluorkarbon-harpikser og et fyllstoff som vil motvirke enhver varmeutvidelse av en harpiks i en slik grad at der oppnåes en resulterende varmeutvidelseskvotient som er ubetydelig og kan settes helt ut av betraktning.

For å kompensere harpiksens utvidelse ved temperaturstigning må fyllstoffet ha en tilsvarende negativ utvidelseskvotient. Dessuten må det ha andre egenskaper som gjør at materialet kan forenes med harpiksen og en homogen blanding av fysikalsk struktur kan oppnåes.

Et materiale som ifølge oppfinneren egner seg til dette formål er forarbeidet litium-aluminium-silikat. Silikatet bren-1 nes først og avkjøles aerpå og males tii I et fint pulver. Et således uenandlet silikat forhandles unaer betegnelsen «tiTUPA-LETH», fremstilt av Stupakoff Ceramic and Manufacturing Comp. «STUPALITH» - sorteringer med ytterst. negativ utvidelse foretrekkes. Ganske bra egnet er STUPALITH A — 2410. Stoffet som er <brent på aen forannevnte måte, har en stabil negativ varmeutvidelseskoeffisient.

En mengde rå, pulverisert fluorkarbon, såsom polytetrailuoretylen eller trifluorkloretylen, blandes ifølge oppfinnelsen med et pulverisert dimensjonsstabili-serende stoff med negativ varmeutvidelseskvotient. En viss mengde dimensjonsstabilisator blandet med fluorkarbonhar-piks, reduserer i vesentlig grad virkningen av fluorkarbon-harpiksens positive utvidelseskvotient.

Det har vist seg at. man med litium-åluminium-silikat som dimensjonsstabilisator blandet med en fluor-karbon-harpiks, såsom polytetrafluoretylen i en mengde på ca. 25 vektspst. av blandingen, får et materiale som har en helt ubetydelig varmeutvidelseskoeffisient.

Blandingen av pulverisert fluorkarbon-harpiks og pulverisert litium-aluminium-silikat kan fremstilles på mange måter som alle gir en homogen fordeling av litium-aluminium-silikat i blandingen. Slike fremgangsmåter som maling i trommel, våt eller tørr røring og mikropulverisering har vist seg å være meget effektive.

Den, således fremstilte blanding utsettes for trykk og temperatur som ellers er, vanlig ved forarbeidelse av selve harpiksen, slik at det endelige produkt kan være i form av både halv-fabrikata som bearbeides videre maskinelt og ferdige gjenstander, hvis endelige størrelse, form og konturer er tilveiébragt ved press-støpeoperasjoner. Hvis. produktet er i form av et halv-fabrikat, kan det lett bearbeides med vanlig verktøy for å gi det den ønskede størrelse og form.

For å belyse virkningen av den her beskrevne blanding ved et eksempel, ble der fremstillet en plate av polytetrafluoretylen med dimensjonene lengde 50 mm, bredde 25 mm og tykkelse 6 mm ved vanlig sammenpresning, idet en mengde pulver ble presset ned til denne tykkelse. Det således fremstillede legeme ble derpå sintrert ved den vanlige temperatur på ca. 385° C med påfølgende avkjøling til normal romtemperatur. Dessuten ble der fremstillet en liknende plate med de samme dimensjoner, men med et innhold av 25 vektsprosent forarbeidet litium-aluminium-silikat. Platen fremstillet av denne blanding ble utsatt for samme trykk og temperatur under pressformingen og sin-tnngen. Deretter ole begge plater opp-hetet fra en romtemperatur på 21° C til en temperatur på 365° C og dimensjons - forandringene målt. Den hneære dimen-sjonsforandring av platen av ublandet materiale ble målt til 0,254 mm mens den tilsvarende forandring av platen fremstilt av blandingen var mindre enn 0,0076 mm som utgjør en reduksjon av varmeutvidelseskoeffisienten til minare enn 3 pst. av varmeutvidelseskoeffisienten for et rent harpiksmateriale.

Mindre variasjoner i den prosentuale mengde av behandlet silikat vil på tilsvarende måte påvirke forholdet mellom harpiksen og silikatet og gi en hvilkensomhelst resulterende varmeutvidelseskoeffisient for den sammenpressede masse.

Oppfinnelsen er ikke begrenset til den angitte prosentuale mengde av det forbe-handlede silikat, da mengden av dette tilsetningsstoff kan varieres innenfor de nødvendige grenser for å oppnå den ønskede reduksjon av harpiksens varmeutvidelseskoeffisient. Hvilket som helst av litium-aluminium-silikatene med en negativ var-meutvidelséskoeffisient kan forarbeides som beskrevet og anvendes som et modi-fiserende tilsetningsstoff som gir den fremstillede gjenstand dimensjonsstabilitet. Eksempler på slike silikater er beskrevet i US patent 2.664.481. Det dreier seg hen om petalit (Li20 . AiL^Og . 8SiQ2), spodumen (LiaO . AL203 . 4Si02) og eu-cryptit (Li20 . AL2Os . 2Si02), men litium-aluminium-silikat som forhandles av Stupakoff Company under betegnelsen

«STUPALITH», foretrekkes.

Hvilket som helst av de foran nevnte litium-aluminium-silikater med negativ varmeutvidelseskoeffisient kan anvendes i blanding med andre fluorkarbon-harpikser, som f. eks. «KEL-F», «FLUORO-THENE» og «TEITHENE» som er polyklor-trifluor-etylener. Det viser seg at den samme fremgangsmåte generelt sett kan anvendes for harpikser hvis de er av den type som overføres i pulverform for støp-ing og forming, idet et eller flere litium-aluminium-silikater i pulverform kan tilsettes som foran beskrevet.

Typiske harpikser som faller innenfor oppfinnelsen er metakrylater, fenolformal-dehyder, furaner, urinstoff-formaldehyder, melamin-formaldehyder, anilin-formaldehyder, epoksy-harpikser, silikat-formstoff-fcirbindelser, etylcellulose, cellutoseaceta-ter, celluloseacetat biityrater, plaststoffer kjent under betegnelsen «Nylon» (polya-mid), vinyl-harpikser, polyetylener og polystyrener, fortrinnsvis av den modifi-serte type kjent under betegnelsen «Cer-ex», «Gearing Psx) og «Pholite».

For å fremstille et produkt med større homogenitet og stabilitet kan det under tiden være ønskelig å støpe flere ganger blandingen av harpiks og litium-aluminium-silikat. Etter første støpning knuses og males materialet på nytt. Operasjonen kan gjentas flere ganger om ønskelig.

I forbindelse med ovenstående angi-velse at litium-aluminium-silikater skal utgjøre ca. 25 pst. av blandingens vekt, skal bemerkes at dette ikke er noe kritisk tall. For mange formål er 25 pst. tilstrek-kelig, men man kan også anvende litium-aluminium-silikater i mengder på opp til 70 vektspst. Den nøyaktige mengde blir å velge i overensstemmelse med hva man ønsker å oppnå og ut fra harpiksens eller plastbærerens egenskaper.

I overensstemmelse med oppfinnelsen anvendes der et tilsetningsstoff med den egenskap at det reduserer produktets volum ved økende temperatur, og som når det er blandet med en fluoretylen-harpiks og det hele utsettes for temperaturøkning, danner mikroskopiske porer i plastlegemet,

i hvilke porer fluoretylen-harpiksen kan ekspandere uten at de yttre dimensjoner av det plastiske legeme forandres. Legemets styrke eller andre egenskaper påvirkes ikke på noen ugunstig måte når prosessen finner sted. Ved den dimensjo-nale stabilisering av et støpt, formet eller sintrert legeme kan også oppnåes stabilisering av andre verdifulle egenskaper, som f. eks. en jevn, ensartet elektrisk motstand i støpte eller profilerte motstands-legemer.

Med hensyn til grunnen til den bety-delige nedsettelse av varmeutvidelseskoeffisienten for de foran nevnte plaststoffer, antas det at det i materialet jevnt fordelte litium-aluminium-silikat bevir-ker en volumreduksjon av massen ved sti-gende temperaturer, idet der dannes mikroskopiske porer eller hulrom der det plastmateriale kan ekspandere under sin naturlige, positive varmeutvidelse uten at det formede legemes dimensjoner påvirkes i samme grad som når litium-aluminium-silikat ikke er tilstede. Mens stoffene som har positiv henh. negativ varmeutvidelseskoeffisient, således hver for seg oppfører seg i overensstemmelse med sin koeffisient, har det av blandingen av disse stoffer fremstillede legeme egenskaper som ingen av stoffene hadde, bort-sett fra at det i høy grad har beholdt det plastiske stoff eller harpiksens karakter.

Anvendelsen av oppfinnelsen på motstander skal nå forklares, særlig motstander dannet ved støping av pulverformet materiale eller blandinger av pulverfor-mede materialer.

Motstander utgjør viktige deler av elektroniske koplinger. Motstandene alene eller i kombinasjon med andre elektroniske elementer, bestemmer f. eks. krets-karakteristikker eller arbeidsmåten av samarbeidende deler for å oppnå et be-stemt sluttresultat eller en ønsket operasjon, eller regulerer de karakteristiske be-tingelser i en krets, dvs. bestemmer kretsens konstanter.

Motstander anvendes overalt i elektroteknikken. Hvor de anvendes på sterk-strømområdet vil små strømvariasjoner med derav følgende små variasjoner i spenningsfallet over motstanden vanligvis ha meget lite merkbare virkninger på kretsens arbeidsområde. Da motstander som anvendes i sterkstrømteknikken, vanligvis ikke er . forbundet med lydgjengi-vende systemer, er det ingen problemer til stede i forbindelse med f. eks. indre støy fremkalt av strømvariasjoner som opp-står som følge av forandringer i et mot-standselements indre motstand under drift.

I elektroteknikken er derimot slike motstandsvariasjoner merkbare,, selv om de opptrer svakt og bare fremkaller svake variasjoner av strømmen, som passerer gjennom motstandselementet og kretsen som inneholder dette element. Slike strøm-variasjoner vil ofte forsterkes i systemet og opptrer vanligvis i utgangssigrialene som representerer gjengivelser i form av lyd, såsom tale eller musikk, eller i form av billedsignaler i fjernsynsystemer. De variasjoner som opptrer i motstandselementet, vil i begge tilfelle forsterkes under sin gang gjennom systemet før de kommer frem til gjengiveren og forårsaker tilsvarende forstyrrelser av signalstrømmene.

Da der anvendes stor mengde motstander i elektroniske systemer, er pri-sen for disse meget viktige. Ikke desto mindre forlanges der motstandselementer som er fri for støy, siden deres oppgave er å foreta en riktig styring av den elektroniske krets. Følgelig må massefabrika-sjonsproblemet løses sammen med støy-problemet.

Fremstillingen av motstander ved smelting av visse stoffer som har ledende eller halvledende egenskaper, fører i seg selv til masseproduksjon som kan tilfreds-stille kravet om billige produkter.

En av hensiktene med oppfinnelsen er derfor å tilveiebringe en støpt motstand som vil være relativt fri for støy, og en annen hensikt er å frembringe en serie av motstander av den støpte type, som har alle de motstandsverdier som vanligvis forlanges i elektroniske systemer, hvor alle kan angis sine respektive impedans-eller motstandsverdier som skal være relativt konstante og fremstillet etter samme fremgangsmåte. Motstandene skal enn-videre utmerke seg ved en relativ* lav støyfaktor som skal oppnåes ved en konstant, homogen fordeling av tilsetnings-stoffer som fremkaller en relativt mini-mal gjennomsnittelig strømtetthet i hvilket som helst punkt i motstandselementet. Konstruksjonen skal gjøre det mulig å oppnå en usedvanlig god klemmekontakt med et relativt stort tverrsnitt og lav motstand mellom klemmekontaktflaten og ytterkretsen.

Ved hjelp av oppfinnelsen skal tilveiebringes et motstandselement av den støpte type med en høy varmestabilitet og struktur jevnhet.

Oppfinnelsens prinsipp kan i alminne-lighet anvendes ved motstandselementer og ved fremgangsmåter ved fremstilling av slike motstandselementer som er formet av et sammenpresset pulverisert stoff eller av blandinger av/ slike stoffer.

Eksemplene anført i denne beskrivelse angår særlig motstandselementer (resi-storer) fremstillet av forskjellige blandinger som omfatter fluor-karbon- eller fluor-etylen-harpikser som grunnstoff eller bærer som blandes med andre stoffer i pulverform for å oppnå den motstandskarakteristikk som det endelige motstandselement skal ha. Der finnes for tiden på markedet to fluorkarbon-harpikser som med hensyn til kjemiske, fysikalske og elektriske egenskaper egner seg til mange formål og særlig til de formål som det her siktes til. Et av 'disse materialer, polytetrafluor-etylen, fremstilles og selges under betegnelsen «TEFLON» og det annet, polyklortrifluoretylen, også kjent som polymonoklortrifluor-etylen og som et termoplastisk polymer av trifluoretylen, selges under betegnelsene «KEL-F», «FLU-OROTHENE» og «TRITHENE».

I det følgende omtales disse stoffer som «fluorkarbon-harpiks» og omfatter alle slike stoffer, hvis ikke det annet er ut-trykkelig nevnt. Som angitt ovenfor, kan også andre syntetiske harpikser eller plas-ter anvendes som grunnmaterialer og kan blandes med ledende materialer (ledestof-fer) som er fremstillet som forklart ovenfor i den hensikt å oppnå de sluttresulta-ter som forlanges ved fremstilling av støpte motstandselementer med de tilsik-tede egenskaper.

To av de viktigste egenskaper ved fluor-karbonharpiksene er deres evne til å motstå fuktighet og til ikke å hefte seg fast. Materialet påvirkes ikke og.absor-beres ikke av vann og fuktighet. Stoffets elektriske motstand er meget høy og ef-fektfaktoren er lav. Disse egenskaper be-virker sammen et utmerket materiale til mange formål i elektroteknikken og særlig til fremstilling av motstandselementet.

Fluorkarbon-harpiksene forekommer som råstoff i pulverform som kan formes og støpes ved trykk og varme. Rå harpikser eller ferdige materialer kan også valses ut til plater og stenger som kan bearbeides ved verktøymaskiner for å gi gjenstander med mere innviklede former enn man kan oppnå ved en enkel smelte- og støpe-operasjon.

Som følge av sin isolasjonsevne, har fluorkarbon vært brukt som isolator, men hittil bare som et mellomstykke i mekanisk-elektriske anordninger, hvor den ytre konstraksjoh har vært brukt som under-støttelse og avstivning for fluorkarbon-harpiks-isolatoren. Derved at fluorkarbon-harpiksen ikke hefter seg fast, har man ansett det for umulig å tilveiebringe en fysisk sammenføyning mellom et fluor-karbon-harpiks-element og en annen del eller gjenstand, særlig metall: Oppfinnelsen tar derfor også sikte på å skaffe et legeme av syntetisk harpiks, særlig en fluorkarbon og spesielt enten polytetrafluoretylen eller trifluorkloretylen, med et metallisk overflatebelegg som sitter godt fast på legemet, for å skaffe en metallisk overflate som kan lod-des sammen med et yttre metall-element', og dermed en understøttelse mellom legemet og det yttre element, slik at de av-stiver hinannen.

Konstruksjonen av og spesielle trekk ved oppfinnelsen og de forskjellige fordeler i forbindelse med anvendelsen av de elektriske elementer, deri innbefattet motstander, skal beskrives og forklares i det følgende under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser skjematisk en mengde fluorkarbon-harpiks i ren tilstand med på begge ender anbragte endestykker bestående av harpiks og et ledende materiale sammenblandet i pulverform før det hele presses sammen og opphetes før sintring, fig. 2 på liknende måte materialmengden ifølge fig. 1, men som et fast legeme som er komprimert og sammensintret, fig. 3 elementet ifølge fig. 2 etter at endene er blitt forsynt med metalliske overflatebelegg og fig. 4 motstanden ifølge fig. 3 påloddet et par forbindelsesdeler. Fig. 5 lik- så som kobber, tinn, sølv, sink eller leger-ner fig. 4, men her er et loddemateriale inger av disse metaller,

anbragt på begge ender av motstanden For å oppnå homogenitet i hvert mot-ved neddypping i et tinnbad, i stedet for standselement og like egenskaper for alle å være forbundet med kontakter. Tinnet elementer av samme sats og endog av for-tjener her som til å tilveiebringe en lett- skjellige satser, må der utvises omhygge-vint forbindelse med en ytterleder. Fig. 6 lighet under blandeoperasjonen. Grunn-viser *et støpt motstandselement, hvis ene materialet, f. eks. fluorkarbon-harpiks og sideflate har en bølget profil som følger tilsetningsstoffet må blandes sammen i en sinuskurve. Både denne overflate og helt pulverisert tilstand. Materialene må den motstående plane fremflate er belagt først blandes og derpå males pany. Hvis med et metall for å oppnå en variabel mengden av tilsetningsstoff er relativt motstand mellom to kontakter som beve- liten og ikke overskrider 25 pst. av den ges langs grunnflaten henholdsvis, sinus- ferdige blanding, kan en tørr blandemeto-flaten, fig. 7 viser et snitt loddrett på fig. 6. de være tilfredsstillende. Hvis imidlertid

For fremstilling av et motstandsele- tilsetningsstoffmengden er forholdsvis ment av en fluorkarbon-harpiks ifølge stor, er en våt blandeprosess mer effektiv, oppfinnelsen blandes en mengde pulveri- Det ene eller begge stoffer tilsettes i en sert harpiks med en mengde likeledes pul- dertil egnet væske, hvoretter stoffene verisert materiale med elektrisk lednings- blandes i form av en eller flere suspensjo-evne som vil gi en motstand av ønsket ner. De blandede stoffer blir senere be-verdi til det ferdige element. Volumet av fridd for væsken, f. eks. ved filtrering, den ferdige motstand og dennes dimen- etter at en homogen blanding er oppnådd, sjoner bestemmes av den ønskede mot- De forskjellige ovenfor angitte typer standsverdi eller av de derav avledende 'av materialer har vist seg å være vel egnet verdier, såsom strømstyrken i motstanden, for motstander innenfor følgende mot-Således bestemmes motstandens volum ståndsområder, f. eks.

ved like store motstandsverdier av den til- . - 1. under 1000 ohm-forskjellige former latelige temperaturøkning. Et større volum av kullstoff som tilsetningsmateriale. med en derav følgende større varmeutstrå- 2. omkring 1000 ohm — de forskjellige lende overflate skaffer en større spredning metaller.

av varme og setter således grensen for den 3. fra 10 000 til 100 000 ohm-borkarbid. normale arbeidstemperatur. 4. omkring 1 megohm-ferritter.

De materialer som skal tilsettes den De anførte stoffer og verdiområder. er pulveriserte fluorkarbon-harpiks for at selvfølgel<ig> å betrakte som eksempler, blandingen skal få de ønskede motstan- Elementenes motstandsverdier kan vari-der, kan tas fra et stort område av stof- eres innen meget vide områder ved å vari-fer som har evnen til å lede den elektriske ere elementenes størrelse og deres materi-strøm og som er stabile og ikke forandrer alsammensetning. Selv om man kan frem-denne evne med en stabil strømleders stille motstander med verdier under 1000 egenskap ved temperaturer helt opp til ca. ohm ved at pulverisert kullstoff tilsettes 370 C, ved hvilken motstandselementet tn fluorkarb<o>n-harp<iks.,> er det også mulig. støpes eller sintren. Fortrinnsvis velges å fremstille motstander med så høye ver-polytetrafluoretylen og trifluorkloretylen, dier som 100 000 ohm ved. anvendelse av hvis støpetemperatur ligger mellom 230° de samme <s>toffer, ved bare å forandre C oct 350° C materialenes mengdeforhold. Eksempler på

Som eksempler på de forskjellige stof- motstander .av bestemte verdier ved tilset-ter som kan anvendes som tilsetning til ninf. av Pa jorhfni bes*emte mengder av blandingen for å gi denne elektrisk led- f;rllg stof?er- Skal °mtale? 1 det ningsevne kan nevnes- følgende. Ifølge enkelte av disse eksemp-" ' „. ler er det også mulig å fremstille motstan-1. kullstoff i forskjellige former som der a<y> verdier <g>om n vesentlig uten-sot, koks-støv, benkull, trekull, pulveriser<t> for de ovenfQr angitte grenser eller kolloidal grafitt, En motstand med lav motstandsverdi 2. borkarbid, ble fremstillet av en blanding av 70 pst. 3. ferritter (selges under betegnelsen aluminium og 30 pst. polytetrafluoretylen. «FERAMIES», et navn som benyttes av Den målte verdi var 60 ohm. På den annen General Ceramie and Steatite Corpora- side ble der fremstillet en motstand av en tion, Keasby, New Jersey). blanding bestående av 10 pst. sot og 90 4. Pulverisert jern i forskjellige for- pst. polytetrafluoretylen. Denne mot-mer, såsom f. eks. CARBONYL. stands målte verdi var 110 000 ohm. 5. Et hvilket som helst ledningsmetall, Fluorkarbon-harpiksene har den egenskap at de kan motstå relativt store øk-ninger av den omgivende temperatur under diift. Polytetrafluoretylen har den beste temperaturkarakteristikk. Hvis materialet imidlertid hadde en. tendens til å forandre sine dimensjoner som følge av økende temperatur, ville også kontaktmotstanden mellom de foskjellige av elementets par-tikler variere. For å motvirke eller nøy-tralisere slike variasjoner i den indre struktur under påvirkningen av høye temperaturer, tilsettes der til blandingen enda et stoff som har en negativ varmeutvidelseskoeffisient, såsom f. eks. litium-aluminium-silikat, som dermed virker som en dimensjonsstabilisator og hindrer motstanden i å utvide seg som følge av den i motstandselementet utviklede varme og høye omgivende temperaturer under drift. Flere eksempler på egnede litium-aluminium-silikater er blitt nevnt ovenfor.

Ved fremstillingen av elektriske motstander må dimensjonsstabilisator en (et eller også flere litium-aluminium-silikater) utgjøre i det minste 10 vektpst. av blandingen, fortrinnsvis 10 til 40 vektpst. Mengden kan også overskride 40 pst, men så snart denne grense er nådd, forverres plaststoffets fysikalske egenskaper. Et av de mest karakteristiske forandringstrekk består i at en motstand som inneholder mere enn 40 pst. av en slik stabilisator, mister en vesentlig del av sin mekaniske styrke. Imidlertid kan også slike motstander fremstilles når bare det sørges for den nødvendige mekaniske styrke ved å anord-ne dem i et understøttende middel, såsom f. eks. et rør av polytetrafluoretylen eller polytrifluoretylen. Hvor det er påkrevet å anvende ét materiale med meget stor postitiv varmeutvidelseskoeffisient, kan den totale mengde av fyllingsstoffet (dimensjonsstabilisatoren) forhøyes helt opp til 90 vektpst. av blandingen. En blanding med en så stor mengde dimensjonsstabilisator kan fremstilles på en vanlig måte. deri også innbefattet press-støping.

Et antall motstander ifølge opfinnel-sen ble fremstillet, hvorav noen eksempler skal anføres her:

1. 25 pst. borkarbid

10 pst. litium-aluminium-silikat

(Stupalith)

65 pst. polytetrafluoretylen målt motstand: 3,0.10"" o ohm

2. 15 pst. magnesiumdioksyd

15 pst. litium-aluminium-silikat

(Stupalith)

70 pst. polytetrafluoretylen målt motstand: 3,0.10i° ohm

3. 10 pst. borkarbid.

10 pst. litium-aluminium-silikat

(Stupalith)

80 pst. polytetrafluoretylen målt motstand: 3,0 .10'-> ohm.

Motstandsprøvens dimensjoner var i alle tilfelle diameter ca. 16 mm og lengde ca. 9 mm.

Den homogene blanding av et elektrisk ledende materiale og en fluorkarbon-harpiks som motstandselementet fremstilles av, omfatter et meget stort antall strømledende baner. Hver av de strømle-dende baner kan sammenliknes med en kjede som består av strømledende ledd. Hver bane er en potensiell strømleder innenfor motstandselementet. Der finnes dog en grense for den strømmengde' som kan passere lederen uten at den opphetes for meget. Hvis hver av de parallelle baner motstandselementet fører en proporsjonal andel av totalstrømmen og andelen iigger godt innenfor banens kapasitet, vil en relativt stabil motstandskarakteristikk fåes og bli opprettholdt i motstandselementet. Under slike stabile forhold vil motstandsvariasjonen som følge av vårme-virkning bli et minimum i de enkelte baner, hvorved støy-effekiten også biir et minimum.

En så gunstig virkning av de enkelte strømledende ledd kan oppnåes hvis den strømledende evne er jevnt fordelt mellom de forskjellige indre ledd i motstands-enheten.

Fremstillingsmåten for blandinger til fremstilling av motstander og noen ut-førelser av ferdige elementer skal beskrives nedenfor under henvisning til tegningen.

Fig. 1 viser en mengde pulverisert

•stoff 11, f. eks. en fluorkarbon-harpiks eller en annen harpiks som kan anvendes på samme måte og som skal danne grunnmaterialet for motstanden 10. For å gi elementet av grunnmaterialet 11 elektriske motstandsegenskaper tilsettes et egnet elektrisk ledende og regulerende stoff 12, også i pulverform, hvilke stoffer blandes grundig til en homogen blanding. Som tilsetningsstoff 12 kan anvendes et hvilket som helst stoff med halv-leder egenskaper som vil gi den ferdige motstand den ønskede motstandsverdi. Motstanden 10, fig. 1, har sylindrisk form. For å oppnå en jevn strømfordeling langs hele motstanden, er deres ender 13 og 14 utformet for tilkop-ling og har samme tverrsnitt som elementet. For å danne disse tilkoplingspartier 13 og 14, inneholder den pulverblanding som utgjør endetilkoplingene, en stor andel av et tredje metall (15) med meget høy elek-

trisk ledningsevne, som f. eks. kobber. I dette tilfelle kan blandingen inneholde mellom 40 og 100 pst. kobber, og kobber-gehalten øker mot de yttre endeflater (over 50 pst) for at ledningsevnen skal bli størst mulig og overflaten skal danne et godt bindende underlag for tinn, sølv eller andre passende metaller som påsprøytes endene i form av en hinne og som vil for-binde seg intimt med kobberpartiklene i blandingen.

Etterat passende mengder av «element-blandingen» og «endeparti-blandingen »er anbragt i en press-støpeform, presses hele blandingen sammen til ca. en fjerdedel av det opprinnelige volum, hvorved det fåes et selvbærende legeme som kan behandles uten å gå i stykker. Den sammenpressede enhet har et utseende fremgår av fig. 2. Hoveddelen 11 og de to metalliserte endedeler 13 og 14 danner en udelelig enhet. Deretter smeltes eller sintres legemet ved en passende temperatur, f. eks. 370° C for polytetrafluoretylen, inntil hele legemet er gjennomsmeltet eller gjennomsintret.

Etterat denne operasjon er avsluttet, avkjøles enheten gradvis til /den omgivende temperatur. De to metalliserte ende-partier 13 og 14 belegges så med et jevnt lag metall 16, slik at elementet kan for-bindes med en yttre krets ved hjelp av en loddeforbindelse. Belegget kan, som nevnt, dannes ved en metallpåsprøyting, en elek-trolytisk påføring på rent mekanisk vei, ved en kjemisk reaksjon eller på en annen passende måte.

Etterat metallsjiktene 16 er påført, blir endene forsynt med en hinne av loddemetall 17, f. eks. ved å dyppes ned i et tinnbad. Dermed er motstanden ferdig til innkopling i en krets.

Motstandselementet ifølge fig. 4 er i begge ender forsynt med klemmer eller kontaktstykker 21 som er påloddet elementet. Denne operasjon kan lett utføres under selve fremstillingen ved at lodde-materialet 22 påføres på begge ender av motstanden og på innerflatene av klemmene eller kontaktstykkene 21. Klemmene kan også anbringes etter at endene er blitt påført loddemetall.

Den beskrevne måte til fremstilling av motstander av fluorkarbon-harpiks eller annet passende grunnmateriale gjør det på enkel måte mulig å fremstille potensiometer og motstandstavler med forutbe-stemte eller karakteristiske motstands-kurver for anvendelse til reguleringsfor-mål. Således er potensiometer ifølge fig. 6 utført med en motstandskarakteristikk som varierer etter en sinuskurve. Slike variasjoner i potensiometermotstanden kan anvendes til å forandre kretskonstan-tene i en yttre krets.

Ved et motstandselement ifølge fig. 6 og 7 kan hovedlegeme 25 fremstilles av en blanding av en fluorkarbon-harpiks med et tilleggsstoff som vil gi elementet den ønskede motstandskarakteristikk. Den undre overflate kan dannes av en metal-. lisert fluorkarbon-blandihg som utgjør et ende. eller kantsjikt 26 av samme type som klemmene 13 og 14, fig. 1. Det metalliserte sjikt 26 dekkes med et hel-metallisk lag 27 som tjener som kontaktflate. Den øvre, bølgede overflate av potensio-metret påføres på samme måte et metal-lisert sjikt 28 og et hel-metallisk sjikt 29 som utgjør en kontaktflate. Kontaktene 31 og 32 sitter på en bevegelig ramme 38 og kan beveges langs potensiometeret hvorved motstanden mellom 31 og 32 vil variere, hvilken variasjon kan tjene til styring av den ytre krets som er tilkoplet kontaktene over ledere 34 og 35.

Ved den beskrevne, fremstillingsmåte fåes motstandselementer som er helt homogene, og strømbanene i elementets strømretning har like stort tverrsnitt til disposisjon i hele banens lengde, og alle de strømførende baner vil ha i det vesentlige samme lengde.

Tilsetningen av stabiliserende stoffer til blandingen av grunnstoffet og det ledende materiale reduserer forandringer i motstandskarakteristikken som forår-sakes av fysikalsk utvidelse, hva enten den skyldes den varme som utvikles i legemets indre, eller den skyldes den varme som virker utenfra.

De nevnte fordeler har man uavhen-gig av hvilket av de beskrevne grunnstof-fer som anvendes. Et ytterligere særtrekk og en fordelaktig egenskap som fåes når der anvendes en fluorkarbon-harpiks som grunnmateriale, består i at der danner seg et yttre isolerende sjikt på ca. 0,0025 mm av rent fluorkarbon-harpiks på elementets overflate, hvilket ofte vil utgjøre en til-strekkelig isolasjon i de vanlige lavspente kretser, hvor motstanden anvendes.

Claims (4)

1. Elektrisk isolasjonsmateriale, karakterisert ved at det er fremstillet av en blanding av., pulverisert polytetrafluoretylen og pulverisert litium-aluminium-silikat med negativ, varmeutvidelseskoeffisient og tilsatt i en mengde som i vesentlig grad reduserer virkningen av polytetra-fluoretylenets positive varmeutvidelseskoeffisient.

2. Isolasjonsmateriale ifølge påstand 1, karakterisert ved at det er tiisatt litium-aluminium-silikat i en mengde som ikke overskrider 25 pst. av legemets vekt.

3. Isolasjonsmateriale ifølge påstand 1 eller 2, karakterisert ved at brent og fin-malt litium-aluminium-silikat fordeles homogent i det finmalte polytetrafluore-tylenpulver i et forhold av ca. 25 vektpst. og at blandingen komprimeres for å fremstille et legeme med det ønskede utseende og at legemet' utsettes for sintring.

4. Isolasjonsmateriale iføige en eller flere av de foregeånde påstander karakterisert ved at det ytterligere består av et strømledende tilsetningsmateriale samt en dimensjonsstabilisator, alle jevnt fordelt i legemet.