Wykonywanie ścieżek oporowych potencjometrów

[Alek]

Poniższy post dedykuję Matizzowi, który zapytywał o tę technologię. Zaczniemy od składników masy i jej sporządzania.

Krytyczne parametry procesu: dobór składników masy rezystancyjnej, sposób i parametry mielenia składników, wiskoza masy, metoda nanoszenia oraz sposób i parametry utwardzania.

Składniki: sadza, grafit, mika lub biel tytanowa, lakier i rozpuszczalniki.

Sadzę wyżarzyć w piecu muflowym w temp 1150-1200 stopni przez 3 godziny (licząc od osiągnięcia tej temperatury). Wyżarzać w tyglu szamotowym, uszczelniając ubitą masę...azbestem .

Po wyżarzaniu wystudzić i usunąć warstwę popiołu, przesypać do szczelnego słoja.

Grafit mielić w młynie kulowym. Napełnić młyn grafitem do 1/3 obj. Kule powinny wypełniać młyn do 1/4 obj. Wszystko to zalać spirytusem do 3/4 obj. Stosunek wagowy kul o średnicach 10,8 i 3 mm winien być jak 1:1:0,5.
Czas mielenia wynosi...200 godzin , po czym zlewa się zawiesinę spirytusową do kuwety porcelanowej i suszy w 110 stopniach +/- 5 przez 24 godz.
Wysuszony grafit przesiewamy przez sito o 17000 oczkach na cm^2.

Przesiany grafit wyżarzamy analogicznie jak sadzę.

Jeśli chcemy stosować mikę- trzeba mielić. Młyn napełniamy do 1/3 obj miką, wsad zalać do 3/4 obj wodą destylowaną. Mleć (mielić )przez...300 godzin . Zawiesinę cedzić przez sito o 10000 oczkach na cm^2.

Zawiesinę zlać do dużej kuwety porcelanowej i suszyć w 110 stopniach przez 24 godz. Moczkę przechowywać w słoju szczelnym.

Przykładowy skład procentowy składników.
Dla rezystancji 80 omów: 23% lakieru- żywicy, 15% grafitu, 37% rozpuszczalników (spirytus, toluen) i 25% srebra w proszku, którego sposób przygotowania także mogę podać na życzenie.

Dla rezystancji 150 omów: 25% lakieru- żywicy, 12% sadzy, 12% grafitu, 51% rozpuszczalników.

Dla rezystancji 30 kiloomów: 37% lakieru- żywicy, 9% sadzy, 17% miki lub dwutlenku tytanu, 37% rozpuszczalników.

Dla 50 kiloomów: 37% lakieru- żywicy, 5% sadzy, 21% miki lub TiO2, 37% rozpuszczalników.

Dane te są oczywiście orientacyjne, bo wiele zależy od gatunku sadzy i grafitu, które za każdym razem, gdy robimy nową partię masy winny być badane na rezystywność, zawartość popiołu itd.

Mieszanie składników przeprowadza się w młynach kulowych przez...150 godzin . Ilość obrotów na minutę 30-70. Lepiej używać bębnów i kul stalowych, bo ceramiczne ścierają się i zmieniają skład masy .
Dla żywic alkidowych rozpuszczalnikiem jest toluen lub ksylen. Dla fenolowych- spirytus, czasem z acetonem. Ilość rozpuszczalnika decyduje o wiskozie. Można sporządzić sobie dwie masy, o większej i mniejszej rezystancji. Wówczas mieszając te dwie w żądanej proporcji reguluję się rezystywność.

[Alek]

Czas na nanoszenie. Może to być metoda zanurzeniowa. Optymalna wiskoza 10 do 12s, mierzona wiskozymetrem o kapilarze 4 mm.
Inna metoda- na powierzchnie płaskie- przez natryskiwanie i rozpylanie, tak jak malowanie natryskowe. Wada- utrata dużej ilości masy, którą tak pieczołowicie robiliśmy, poświęcając około 1000 roboczogodzin.
Dlatego lepiej masę rozlewać lub drukować offsetowo. Dla pojedynczych sztuk radziłbym wykonac sobie prosty mazak i tymże malować ścieżki.
Najlepiej sobie zostawić naniesioną warstwę do wyparowania rozpuszczalników.

Pozostaje jeszcze obróbka cieplna. Zakres temperatur- 150-250 stopni. Czas: 0,8-1,5 godz. Najlepiej stosować tu promienniki podczerwieni. Należy podkreślić, że wadliwie prowadzony proces spowoduje nieodporność warstwy, pękanie, pęcznienie od wilgoci itd itp. Trzeba sobie więc eksperymentalnie wszystko dobrać.

I to by było na tyle, jak mawiał Jan Tadeusz Stanisławski- prof. mniemanologii stosowanej. Pozdrowienia dla Danusi Stanisławskiej, której- pośrednio bo pośrednio- zawdzięczamy w/w informacje.

P.S. Nadmieniam, że większość potrzebnego sprzętu i surowców mam pod ręką. Jeśli ktoś naprawdę chce się w to bawić może do mnie przyjechać w celu wspólnego eksperymentowania.

[kraz]

....Jeśli ktoś naprawdę chce się w to bawić może do mnie przyjechać w celu wspólnego eksperymentowania.

Witam, przeliczyłem to 1000 roboczo godzin i wyszło mi 83 dni po 12 godzin , pozdrawiam Hieronim.

[Jado]

Ciekawe, ciekawe...Czyli różną rezystancję uzyskujemy przez zmianę proporcji dobrego przewodnika, gorszego przewodnika i izolatora....
Pobawić się było by ciekawie, ale 300h huku stalowego młyna kulowego to może być trochę męczące
Dlaczego wymagane jest tak duże rozdrobnienie? - żeby uzyskać lepszą jednorodność masy?, a może lepszą gładkość, dzięki której nie będzie się ścierał suwak potencjometru?
Nie można tej metody jakoś uprościć?
A jak była uzyskiwana nieliniowa charakterystyka rezystancji? (typy B, C) Skokowo czy płynnie?

[Alek]

Optymalna grubość ścieżki to 10-30 mikronów. Co do huku młyna kulowego, nie stanowi to na razie większego problemu. Przecież może się on kręcić np. 50 m od chudoby...
Mogę nawet zaoferować zakwaterowanie w "złym pomieszczeniu", ale wiktu i opierunku już nie gwarantuję. Ponadto, wirujący młyn nie wymaga chyba zbytniej uwagi. Wreszcie, postąpić można zgoła inaczej. Jedna osoba może sporządzić suspensję, inni niech stawiają "kwoki" i przybory do malowania ścieżek.

[Matizz]

Veturilo dziękuję serdecznie za przedstawiony opis.
Na pewno zostanie wypróbowany w bliższej lub dalszej przyszłości.

Część potrzebnych składników i narzędzi mam, brakuje mi tylko wspomnianych żywic.
Czy jednyną możliwą obecnie metodą pozyskania żywic fenolowych jest ich samodzielne zsyntetyzowanie?

Wydaje mi się, że zastosowanie wstępnie rozdrobnionych składników ( np. są dostępne frakcje sadzy < 30um, a grafitu nawet poniżej 10um) pozwoliłoby na znaczne przyspieszenie procesu.

Samo nanoszenie można rozwiązać za pomocą sit do sitodruku.

Pozdrawiam
M.

[Alek]

Z żywicami nie jest aż tak źle. Oto przede mną stoi słój ślicznej żywicy fenolowo- formaldehydowej iditolem zwanej. Rozpuszcza się ona w acetonie, zaś z dodatkiem urotropiny staje się termoutwardzalna.

Przepis nie podaje niestety, jakie frakcje mają trafić do młyna kulowego. Przypuszczam jednak, że dosyć drobne. Trudno przecież sobie wyobrazić by wrzucano bryłę sadzy , łatwiej sobie to wyobrazić w przypadku grafitu, choć też nie do końca...

[kraz]

Witam, czy ta mieszanka oporowa nadawała by się do naprawy rezystorów, pozdrawiam Hieronim.

[Alek]

Teoretycznie tak, były rezystory robione z takiej mikstury, popularne zwłaszcza w ZSRR. Ale trzeba termoutwardzać.

[kraz]

Witam, żeby nie te roboczo godziny i odległość z chęcią bym się pobawił nad zrobieniem takiej mikstury, bo przydała by się do regeneracji nie tylko potencjometrów ale też przedwojennych oporników, pozdrawiam Hieronim.