¿Por qué no hay pastas de resistencia de nicromo?

El alambre de nicromo se usa comúnmente para elementos calefactores de bobinas de alambre.

Otros elementos calefactores se forman mediante serigrafía de un patrón de "pasta de resistencia" sobre un sustrato recubierto de dieléctrico. Estas pastas están compuestas por un polvo metálico dentro de un fundente, sin embargo parece que no se utiliza polvo de nicromo. Las pastas de resistencia que he encontrado en línea generalmente contienen partículas de plata.

La plata es más cara que el nicromo y la plata es mejor conductora. Pensé que uno de los puntos buenos del nicromo es que NO es un buen conductor y, por lo tanto, produce más calor cuando lo atraviesa una corriente. ¿Por qué el polvo de nicromo no se mezcla con un fundente y se serigrafía sobre los sustratos?

¿Qué tipo de problemas podría encontrar alguien si intentara mezclar polvo de nicromo en un fundente de colofonia y lo imprimiera en un sustrato para formar un elemento de calor?

Actualización en respuesta a los comentarios ¡Ah! Entiendo. ¡Gracias! He estado buscando información sobre el adhesivo epoxi plateado conductor. Algunos de estos curan a temperatura ambiente.

https://www.atomadhesives.com/AA-DUCT-902LP-Long-Open-Time-Electrically-Conductive-Silver-Filled-Epoxy

https://www.dupont.com/content/dam/dupont/products-and-services/electronic-and-electrical-materials/documents/prodlib/AirDryAgSelectorGuide.pdf

En la página 2, párrafo 1 del segundo documento, la temperatura del horno recomendada para el curado en horno es de 100°C. Parece que estos se basan en una conexión mecánica entre partículas de plata para formar una conexión conductora de electricidad.

Estas son pastas conductoras, en lugar de pastas inquietas, y la temperatura de funcionamiento de la primera pasta es de -50 a +170 °C. Si uno planea operar un elemento de calor serigrafiado a menos de 170°C, ¿sería factible un nicromo en fundente?

La plata funde a 961°C y el nicromo a 1400°C. ¿No sería eso un factor al tratar de fusionar las partículas?
la electrónica híbrida, implementada sobre un sustrato cerámico, luego COCINADA a altas temperaturas (si no recuerdo mal), debe usar una pasta resistiva; ¿Se puede implementar la cocción a alta temperatura?
Transistor y analogsystemsrf ¡gracias por los comentarios! No tenía espacio para responder en los comentarios, así que edité la pregunta. gracias de nuevo

Respuestas (1)

El punto de fusión relativamente alto del nicromo, la formación de una capa de pasivación de óxido de cromo en ambientes ricos en oxígeno y cuando se transforma en formas con áreas superficiales altas (como polvo/pasta) lo hacen indeseable para la mayoría de las aplicaciones de película gruesa. La electrónica de película gruesa se usa en gran medida con materiales establecidos desde hace mucho tiempo para producir tecnologías de RF, donde la conductividad y la estabilidad de las propiedades de alta frecuencia son más importantes que la resistencia a la temperatura absoluta. La mayoría de los dispositivos de película gruesa se producen a través de LTCC, o cerámica cocida a baja temperatura, en la que se perfora una cinta cerámica de mezcla de calcio/sílice/vidrio, se le imprime un circuito serigrafiado y luego se cuece a temperaturas que no superan los 900 grados C.

Un campo de ramificación estrecho de películas gruesas, HTCC o cerámica co-cocida a alta temperatura implica un proceso muy similar, pero incluye la cocción a hasta 1800 grados C. Este proceso se usa a menudo para producir circuitos que funcionan en entornos extremos, como gas. turbinas, módulos de aterrizaje venusianos, vuelos espaciales de larga duración, automóviles de alto rendimiento y otras aplicaciones extremas. En general, HTCC se fabrica con cintas mixtas de zirconio/sílice/magnesia, perforadas en estado verde, serigrafiadas con circuitos generalmente hechos de platino, paladio, tungsteno, molibdeno u otras pastas de metales nobles o refractarios emparejados por expansión térmica, y luego se cofieren. en atmósferas húmedas de Hidrógeno o aire para máxima pureza y mínima contracción de los circuitos resultantes. A veces,

El nicrom es bastante difícil de trabajar como material de película gruesa y ofrece propiedades inferiores a los materiales ya existentes y conocidos en HTCC, mientras que tampoco es adecuado para la mayoría de las aplicaciones en LTCC. Esto no quiere decir que no tenga posibles aplicaciones, solo que la mayoría de las personas que trabajan con LTCC/HTCC consideran que Nichrome no es muy atractivo debido a su combinación deficiente de propiedades materiales para cualquiera de los conjuntos de aplicaciones de interés.

En particular, la permitividad de Nichrome es pobre, lo que hace que su uso como antena no sea confiable en frecuencias de microondas donde la plata-paladio en LTCC sobresale en la industria. El alto punto de fusión y la alta resistencia del nicromo hacen posible que un elemento de nicromo (suponiendo que pueda imprimirse y cocerse al aire sin oxidación) alcance temperaturas que desvitrificarían las fases vítreas del material LTCC en el que se imprimió. Esto causaría inestabilidad y eventual falla del elemento mucho antes de que el nicromo se derrita u oxide. En HTCC, la dificultad de procesar nicromo a altas temperaturas en atmósferas oxidantes o húmedas hace que sea tan doloroso como usar tungsteno o molibdeno, pero con un punto de fusión mucho más bajo, una expansión térmica mucho más alta y una resistencia mecánica mucho más baja.

Por otro lado, las resistencias de chip de película delgada a veces usan películas recortadas con láser de nicromo pulverizado con CC como material de resistencia. Esto se debe a la relativa facilidad con la que se puede pulverizar un material duro de punto de fusión modesto y la relativa facilidad de limpiar los residuos de nicromo del interior de un dispositivo de pulverización utilizado para tales fines. Por lo tanto, está claro que el nicromo tiene un conjunto de aplicaciones en resistencias de película, pero su uso se limita principalmente a donde es más fácil de procesar, es decir, en una cámara de vacío que necesita una limpieza fácil y temperaturas de procesamiento modestas para funcionar de manera confiable. Los objetivos de metal nicromo son mucho más baratos que los refractarios u otros materiales, lo que lo convierte en un material de película delgada deseable para la producción en masa de resistencias resistentes al calor bien caracterizadas.

Esta puede ser más información de la que querías. Pero pensé que merecía una respuesta más "del mundo real" para futuros lectores. :)