電接觸復(fù)合材料，制造電接觸復(fù)合材料的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及具有基材和施加于其上的導(dǎo)電涂層的電接觸復(fù)合材料，該導(dǎo)電涂層與電極電連接。充當(dāng)導(dǎo)電涂層與電流-/電壓源的連接的金屬接觸元件與所述電極連接。此外提供至少一層通過熱噴涂法，特別是冷氣噴涂，制備的至少一種金屬和/或金屬合金的噴涂層，該噴涂層布置在該導(dǎo)電涂層與接觸元件之間，其中所述噴涂層具有在載體和接觸元件的熱膨脹系數(shù)之間的熱膨脹系數(shù)。在一個方案中，該噴涂層充當(dāng)該導(dǎo)電涂層的電極。
【專利說明】電接觸復(fù)合材料，制造電接觸復(fù)合材料的方法
[0001]本發(fā)明屬于制造具有基材和施加于其上的導(dǎo)電涂層的平面電結(jié)構(gòu)的【技術(shù)領(lǐng)域】，并涉及平面電結(jié)構(gòu)的電接觸復(fù)合材料以及制造電接觸復(fù)合材料的方法。
[0002]具有由電絕緣材料制成的基材和施加于其上的導(dǎo)電涂層的平面電結(jié)構(gòu)本身是充分已知的。它們經(jīng)常作為透明的或不透明的板式加熱體，尤其是以可加熱窗玻璃的形式來使用。對此的實例是機動車輛中的可加熱擋風(fēng)玻璃、后窗玻璃、頂蓋玻璃，或側(cè)窗玻璃，或者在住宅中用于加熱住宅的安裝在墻壁上或者獨立安裝的加熱體。但是，它們同樣也可以用作可加熱的鏡子或透明的裝飾部分。該導(dǎo)電涂層的另一用途是作為接收電磁輻射的平面天線。在專利文獻(xiàn)中已經(jīng)大量描述了平面電結(jié)構(gòu)。在此可以僅示例性參閱出版物DE102008018147 AUDE 102008029986 AUDE 10259110 B3 和 DE 102004018109 B3。
[0003]通常，導(dǎo)電涂層與至少一個電極電連接。因此，平面天線中的單電極用于輸出耦合來自導(dǎo)電涂層的電信號。在板式加熱體中，該導(dǎo)電涂層通常與至少一對條狀或帶狀電極(匯流排或匯流條)電連接，其應(yīng)將加熱電流盡可能均勻地引入到該導(dǎo)電涂層上并分步到寬的工作面上。
[0004]通常，在平面電結(jié)構(gòu)中，所述至少一個電極與形成電接觸復(fù)合材料的金屬接觸元件電連接，例如，以使導(dǎo)電性涂層與下游的天線電路(例如放大器電路)或與提供電流_/電壓源的加熱電流的兩極相連。
[0005]在實踐中已證明，這樣的接觸復(fù)合材料經(jīng)受高磨損并會破碎，這甚至可能伴有基材破碎(例如玻璃破碎)。因為由此造成板式加熱體完全的功能故障，其總是需要由服務(wù)人員進(jìn)行維修，所以希望以盡可能穩(wěn)定的方式形成接觸復(fù)合材料。然而，這以不希望的方式增加了生產(chǎn)成本。
[0006]與此相反，本發(fā)明的目的在于提供具有改進(jìn)的機械穩(wěn)定性的平面電結(jié)構(gòu)的電接觸復(fù)合材料。該目的和其它目的根據(jù)本發(fā)明的建議通過具有并列的專利權(quán)利要求的特征的電接觸復(fù)合材料以及用于制造電接觸復(fù)合材料方法得以實現(xiàn)。本發(fā)明的有利實施例由從屬權(quán)利要求的特征給出。
[0007]根據(jù)本發(fā)明示出了平面電結(jié)構(gòu)的，例如板式加熱體的，特別是可加熱玻璃的，或平面天線的第一種電接觸復(fù)合材料。該接觸復(fù)合材料包括平面基材，例如由玻璃或塑料制成，和與電極電連接的施加于平面基材上的導(dǎo)電涂層。
[0008]此外，布置連接在電極上的金屬接觸元件，該接觸元件被提供為導(dǎo)電涂層與電氣裝置，例如用于處理天線信號的電路，或與電流_/電壓源的一極的電連接。尤其是在用玻璃制成的基材的情況中，金屬接觸元件的材料通常具有比玻璃的熱膨脹系數(shù)更大的熱膨脹系數(shù)。該接觸復(fù)合材料還包括由熱噴涂法，優(yōu)選冷氣體噴涂制成的至少一層導(dǎo)電噴涂層。這里和下文中，術(shù)語“熱噴涂法”是指一種施加方法，在該方法中形成噴涂層的粒子流以高能量對準(zhǔn)靶，由此導(dǎo)致粒子與靶的材料間的粘附。尤其是在冷氣體噴涂的情況下，產(chǎn)生氣體射束的粒子盡管是熱的，但通常沒有到熔點，因此該氣體是相對“冷”的。這種噴涂方法，特別是冷氣體噴涂(冷噴涂)是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的，因此這里不再贅述。它們描述在專利文獻(xiàn)中，例如在德國公開說明書DE 19747386 Al和DE 10037212 Al中。[0009]在根據(jù)本發(fā)明的接觸復(fù)合材料中，該噴涂層包含至少一種金屬和/或至少一種金屬合金，并且布置在導(dǎo)電涂層與接觸元件之間。這里重要的是，該噴涂層的材料的熱膨脹系數(shù)在載體和接觸元件材料的熱膨脹系數(shù)之間。
[0010]在實踐中，平面電結(jié)構(gòu)，如板式加熱體和平面天線，經(jīng)常經(jīng)受相對大的溫度波動，其例如可以在-40°c至120°C的范圍，因此復(fù)合材料所用的材料相應(yīng)經(jīng)受大的體積變化。如 申請人:已認(rèn)識到的，通常在導(dǎo)電涂層的基材與金屬接觸元件之間出現(xiàn)非常大差別的熱引發(fā)的體積變化。在這方面，存在熱應(yīng)力引起大的溫度變化的可能性，這可能促進(jìn)接觸復(fù)合材料中出現(xiàn)破碎。
[0011]與此不同，在根據(jù)本發(fā)明的接觸復(fù)合材料中可以通過布置在基材和接觸元件之間的噴涂層有利地減少接觸復(fù)合材料的相鄰組成部分的熱膨脹系數(shù)的差別。由此可有效抵消熱應(yīng)力的出現(xiàn)，由此明顯降低接觸復(fù)合材料破碎的危險。
[0012]原則上，該噴涂層可以具有任意的熱膨脹系數(shù)，只要確保它在基材和接觸元件的熱膨脹系數(shù)之間，以獲得減少熱造成的應(yīng)力的有益效果。在降低熱造成的應(yīng)力方面特別有利的根據(jù)本發(fā)明的接觸復(fù)合材料的一個實施例中，該噴涂層的熱膨脹系數(shù)在由基材和接觸元件的熱膨脹系數(shù)限定的熱膨脹系數(shù)取值范圍分成三段的中間段的范圍，由此可實現(xiàn)熱應(yīng)力的特別有效的降低。在此，該噴涂層的熱膨脹系數(shù)尤其可以至少接近對應(yīng)于由基材與接觸元件的熱膨脹系數(shù)產(chǎn)生的平均值，以獲得最佳效果。為此目的，在用玻璃制成的基材和金屬接觸元件的情況下，當(dāng)噴涂層的熱膨脹系數(shù)在7-17 (x IO-6IT1)的范圍，優(yōu)選在12-13(x10_6 r1)的范圍時，也可以是有利的。
[0013]在本發(fā)明的接觸復(fù)合材料的一個有利的實施例中，該噴涂層直接噴涂到電極上。如 申請人:的實驗已表明的，通過用粒子轟擊會損壞在電極上可能存在的氧化物-和/或腐蝕層，由此可在噴涂層和電極的材料之間形成特別強的(直接)連接。尤其由于相對高的粒子速度，以及所使用的轟擊材料的高延性，會造成電極表面的粗糙化，由此甚至可能產(chǎn)生側(cè)凹(Hinterschnitt)。通過將適當(dāng)選擇噴涂層的熱膨脹系數(shù)與減少接觸復(fù)合材料中的熱應(yīng)力相結(jié)合，可以以此方式制造特別穩(wěn)定的，低磨損的接觸復(fù)合材料。
[0014]或者也可以將噴涂層直接噴涂在導(dǎo)電涂層上，由此在這種情況下可獲得噴涂層在導(dǎo)電涂層上特別好的粘附。如本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的，由于基材的光滑表面，導(dǎo)電涂層具有同樣光滑的表面。當(dāng)噴涂層施加在導(dǎo)電涂層上時，例如以印刷法，在(更粗或更糙的)噴涂層和導(dǎo)電涂層之間可以實現(xiàn)比施加在電極上時在導(dǎo)電涂層上更強的結(jié)合。因此，在噴涂層和導(dǎo)電涂層之間可以實現(xiàn)比電極和導(dǎo)電涂層之間更強的機械支撐(mechanische Halt)。這對于形成為多層體系的導(dǎo)電涂層特別有效，其中該噴涂層能夠與所有層實現(xiàn)“抓緊”(機械連接)，而未以噴涂法施加的電極僅與最上層機械連接。該噴涂層也以相應(yīng)的方式與所述多層體系的所有層電連接，而未以噴涂法施加的電極僅與最上層電連接。
[0015]另一方面，該電極也具有相當(dāng)粗或糙的表面，因此通過施加在(也相當(dāng)粗或糙的)噴涂層上的電極可實現(xiàn)特別好的“抓緊”(機械和電連接)。因此，在噴涂層施加在導(dǎo)電涂層上和電極施加在噴涂層上的接觸復(fù)合材料的情況中，在噴涂層和電極上均可實現(xiàn)特別好的機械和電連接，因此，該接觸復(fù)合材料特別穩(wěn)定并且具有特別好的導(dǎo)電性。
[0016]在本發(fā)明的接觸復(fù)合材料的另一有利的實施例中，該噴涂層具有機械加固電極的層厚。為此目的，該噴涂層的層厚度可為，例如電極的層厚的2至50倍。通過這一措施，還可進(jìn)一步提高該接觸復(fù)合材料的機械強度，其中尤其可有效地阻止由于電極從基材脫離而造成的接觸復(fù)合材料的破碎。
[0017]在所述接觸復(fù)合材料的一個實施例中，所述接觸元件不是通過噴涂法制備的，并因此不形成為噴涂層，而是形成為預(yù)制的(例如，一體式的)接觸體或接觸件的形式并作為預(yù)制接觸體與電極電連接。
[0018]在根據(jù)本發(fā)明的接觸復(fù)合材料中，所述接觸元件不是焊料，因此該接觸元件不是焊接的。但是，該接觸元素可以例如通過含鉛或不含鉛的焊料固定在接觸復(fù)合材料中。在實踐中已經(jīng)證明，盡管含鉛焊料表現(xiàn)出高延性，但對不含鉛的焊料卻不適用。在根據(jù)本發(fā)明的接觸復(fù)合材料中，所述噴涂層可以特別有利地改善接觸復(fù)合材料的機械穩(wěn)定性(延性)，甚至在使用無鉛焊料時，由此通過無鉛焊料將接觸元件固定在電極或噴涂層上。
[0019]在根據(jù)本發(fā)明的接觸復(fù)合材料中，所述(導(dǎo)電)噴涂層包含至少一種金屬和/或至少一種金屬合金，以實現(xiàn)該噴涂層的熱膨脹系數(shù)在基材和接觸元件的熱膨脹系數(shù)之間。有利地，所述噴涂層包含選自下述的一種或多種金屬和/或一種或多種金屬合金:銀、銅、金、招、鈉、鶴、黃銅、鐵、鉻、鉛、秘、鈦、錫、鋅、鑰、銦、鎳、鉬、銀、鈷、銘和銀。合適的金屬或金屬合金的選擇基本上由所希望的熱膨脹系數(shù)給出，可以以這種方式簡單且可靠地設(shè)定該熱膨脹系數(shù)。
[0020]此外，如果該噴涂層含有至少一種另外的電絕緣材料組分，例如玻璃顆粒，以有針對性地影響該接觸復(fù)合材料的機械性能以及噴涂層的熱膨脹系數(shù)，會是有利的。
[0021]根據(jù)本發(fā)明，提出了另外的第二種接觸復(fù)合材料，其與先前的接觸復(fù)合材料的區(qū)別在于，與導(dǎo)電涂層接觸的電極被噴涂層替代。因此，該接觸復(fù)合材料包括平面基材(例如玻璃或塑料的)和施加于其上的導(dǎo)電涂層，以及通過熱噴涂法，特別是冷氣體噴涂，噴涂到該導(dǎo)電涂層上的噴涂層。該接觸復(fù)合材料還包括與所述噴涂層電連接的金屬接觸元件，其充當(dāng)導(dǎo)電涂層與電氣部件，例如電流源/電壓源的連接。在此，該噴涂層的材料具有在基材和接觸元件的材料的熱膨脹系數(shù)之間的熱膨脹系數(shù)。原則上，可以以相同的方式如前述的接觸復(fù)合材料一般配置該接觸復(fù)合材料。為了避免不必要的重復(fù)，參考那里作出的闡述。
[0022]在這種接觸復(fù)合材料中，可以通過施加在導(dǎo)電涂層上的噴涂層特別有利地大大減少熱應(yīng)力的危險。此外，該噴涂層可以以特別高的粘附力與導(dǎo)電涂層相連。
[0023]此外，本發(fā)明涉及平面電結(jié)構(gòu)，特別是板式加熱體，例如，可加熱的透明或不透明的玻璃，或者包括具有導(dǎo)電涂層的平面基材的平面天線，其中該平面電結(jié)構(gòu)具有至少一種如上所述的接觸復(fù)合材料。
[0024]本發(fā)明此外涉及平面電結(jié)構(gòu)的電接觸復(fù)合材料，特別是制造上述第一種接觸復(fù)合材料的制造方法，其包括以下步驟:
-提供平面基材，例如由玻璃或塑料制成的，其具有施加于其上的導(dǎo)電涂層；
-制造與該導(dǎo)電涂層電連接的電極；
-制造與該電極電連接的金屬接觸元件，其充當(dāng)所述電極與電氣部件，例如電路或電流_/電壓源，電流_/電壓源的連接；
-通過熱噴涂法，特別是冷氣體噴涂制造至少一層噴涂層，該噴涂層包含至少一種金屬和/或至少一種金屬合金，并且布置在導(dǎo)電涂層與接觸元件之間，其中該噴涂層的材料具有在基材和接觸元件的材料的熱膨脹系數(shù)之間的熱膨脹系數(shù)。[0025]在該方法的一個實施例中，將所述噴涂層噴涂在電極或?qū)щ娡繉由希渲腥绻麑⑺鰢娡繉又苯訃娡吭陔姌O上，則其在接觸復(fù)合材料的機械特性方面可以是有利的。
[0026]本發(fā)明此外涉及平面電結(jié)構(gòu)的電接觸復(fù)合材料，特別是制造上述第二種接觸復(fù)合材料的制造方法，其具有以下步驟:
-提供基材，在該基材上具有施加于其上的導(dǎo)電涂層；
-通過熱噴涂法，特別是冷氣體噴涂在所述導(dǎo)電涂層上噴涂噴涂層，其中該噴涂層包含至少一種金屬和/或至少一種金屬合金，并且其中該噴涂層的材料具有在基材和接觸元件的材料的熱膨脹系數(shù)之間的熱膨脹系數(shù)；
-制造與該噴涂層電連接的金屬接觸元件，其充當(dāng)所述導(dǎo)電涂層與電氣部件，例如電路或電流_/電壓源的連接。
[0027]此外，本發(fā)明涉及通過熱噴涂法，特別是冷氣體噴涂制造的導(dǎo)電噴涂層，用于降低如上所述的接觸復(fù)合材料中的熱應(yīng)力的用途。
[0028]相應(yīng)地，本發(fā)明涉及通過熱噴涂法，特別是冷氣體噴涂制造的導(dǎo)電噴涂層用于降低由例如玻璃或塑料制成的基材和施加于其上的與電極接觸的導(dǎo)電涂層和與該電極電連接的金屬接觸元件之間的熱應(yīng)力的用途，其中該噴涂層的材料具有在基材和接觸元件的材料的熱膨脹系數(shù)之間的熱膨脹系數(shù)。
[0029]其同樣涉及通過熱噴涂法，特別是冷氣體噴涂制造的導(dǎo)電噴涂層用于降低由例如玻璃或塑料制成的基材和施加于其上的與噴涂層接觸的導(dǎo)電涂層和與該噴涂層電連接的金屬接觸元件之間的熱應(yīng)力的用途，其中該噴涂層的材料具有在基材和接觸元件的材料的熱膨脹系數(shù)之間的熱膨脹系數(shù)。
[0030]不言而喻，本發(fā)明的不同實施方式可以單獨地或以任意的組合來實現(xiàn)。特別地，前面提到的和下面待闡述的特征不僅可以以給出的組合，而且可以以其它的組合或者單獨地使用，而并沒有背離本發(fā)明的范圍。
[0031]附圖簡要說明
現(xiàn)借助實施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明，其中參照附圖。相同的或相同作用的部件用相同的附圖標(biāo)記標(biāo)示。其中在簡化的、并非按比例的圖示中:
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的電接觸復(fù)合材料的實施例的示意性剖視圖；
圖2示出圖1的電接觸復(fù)合材料的一個方案的示意性剖視圖；
圖3示出圖1的電接觸復(fù)合材料的另一個方案的示意性剖視圖。
[0032]附圖具體說明
在圖1中示出了整體用附圖標(biāo)記I標(biāo)示的接觸復(fù)合材料，其是沒有進(jìn)一步示出的平面電結(jié)構(gòu)的部分。該平面電結(jié)構(gòu)例如可以是板式加熱體，特別是可加熱的玻璃，或平面天線。所述可加熱的玻璃例如可以形成復(fù)合玻璃板的形式，其中兩個單獨的玻璃板通過熱塑性粘合劑層彼此相連。同樣地，所述可加熱的玻璃可以是所謂的單層安全玻璃，其僅包括一層單層玻璃。
[0033]接觸復(fù)合材料I包括至少一個平面基材2與施加于其上的在圖1中未詳細(xì)示出的導(dǎo)電涂層6。如這里所使用的一般，表述“基材”是指，例如，復(fù)合玻璃或單層玻璃的單片玻璃(載體)或者是指平面天線的載體。
[0034]基材2例如由玻璃材料，如浮法玻璃，石英玻璃，硼硅酸鹽玻璃，鈣鈉玻璃，鑄造玻璃，或陶瓷玻璃構(gòu)成，或由非玻璃材料，例如，塑料，如聚苯乙烯(PS)、聚酰胺(PA)、聚酯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMA)或聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)和/或它們的混合物構(gòu)成。合適的玻璃的實例尤其可以由歐洲專利EP0847965 BI獲悉。通?？梢允褂萌魏尉哂凶銐蚰突瘜W(xué)性、合適的形狀穩(wěn)定性和尺寸穩(wěn)定性、以及任選足夠的光學(xué)透明度的材料。
[0035]根據(jù)用途，基材2的厚度可以寬泛地變化。對于可加熱的透明玻璃而言，基材2的厚度例如在I到25毫米的范圍，其中對于透明玻璃板而言通常使用1.4-2.1毫米的厚度。該基材2是平面的或在一個或多個空間方向上彎曲。
[0036]基材2可以是例如基本上整體大面積被導(dǎo)電涂層6 (涂敷度例如90%)涂覆。該導(dǎo)電涂層6尤其可以是透明的涂層，其尤其可透過電磁輻射，優(yōu)選波長為300至1300納米的電磁輻射，特別是可見光。此處術(shù)語“透過”是指所述平面電結(jié)構(gòu)的總透射率，特別是對可見光的總透射率，例如〉70%，尤其是〉80%。透明的導(dǎo)電涂層6例如從出版物DE202008017611 Ul 和 EP0847965 BI 已知。
[0037]該導(dǎo)電涂層6包含導(dǎo)電材料，通常是金屬或金屬氧化物。這方面的例子是具有高導(dǎo)電性的金屬如銀(Ag)、銅(Cu)、金(Au)、鋁(Al)或鑰(Mo)，金屬-合金如鈀(PA )銀(Ag)合金，以及透明的導(dǎo)電氧化物(TCO=Iransparent Conductive Oxides (透明的導(dǎo)電氧化物))。TCO優(yōu)選是氧化銦錫、摻雜氟的二氧化錫、摻雜鋁的二氧化錫、摻雜鎵的二氧化錫、摻雜硼的二氧化錫、氧化錫鋅或摻雜銻的氧化錫。例如，該導(dǎo)電涂層6由金屬層如銀層或含銀合金構(gòu)成，其嵌入在至少兩個金屬氧化物類型的介電材料的涂層之間。所述金屬氧化物包含例如氧化鋅、氧化錫、氧化銦、氧化鈦、氧化娃、氧化招或這一類的及其一種或多種的組合。該介電材料也可以包含氮化硅，碳化硅或氮化鋁。例如，使用具有多個金屬層的金屬層體系，其中各金屬層被至少一層介電材料層分隔。在銀層的兩面也可以提供非常細(xì)的金屬層，所述金屬層尤其包含鈦或鈮。下面的金屬層充當(dāng)粘附層和結(jié)晶層。上面的金屬層充當(dāng)保護(hù)層和格柵層，以防止在進(jìn)一步的工藝步驟期間銀的改變。有利地，所述層序列是熱穩(wěn)定性高的，因此其可以經(jīng)受為彎曲玻璃板所必需的通常超過600°C的溫度而無損傷，但是其中也可提供熱穩(wěn)定性小的層序列。通常，導(dǎo)電涂層6不限于某種特定的材料，只要通過這種材料可達(dá)到預(yù)期的效果，例如基材2的大面積的電加熱。
[0038]這樣的層構(gòu)造通常通過連續(xù)的沉積過程獲得。該導(dǎo)電涂層6例如由氣相直接沉積在基材2上，為此目的可使用本身已知的方法，如化學(xué)氣相沉積(CVD = Chemical VaporReposition)或物理氣相沉積(PVD = Physical Vapor Deposition),,優(yōu)選地，該導(dǎo)電涂層6通過濺射(磁控管-陰極濺射)沉積在基材2上。然而，也可設(shè)想，首先將導(dǎo)電涂層6施加在塑料-膜上，特別是PET-膜(PET =聚對苯二甲酸乙二醇酯)，然后將其與基材2相粘結(jié)。
[0039]該導(dǎo)電涂層6具有例如在I歐姆/平方-10歐姆/平方的范圍的，尤其在I歐姆/平方-5歐姆/平方的范圍的表面電阻。
[0040]該導(dǎo)電涂層6的厚度可以寬泛地改變，并根據(jù)各自情況的需求進(jìn)行調(diào)整。在此重要的是，在透明的平面電結(jié)構(gòu)的情況中，不允許導(dǎo)電涂層6的厚度如此大，以至于其對于電磁輻射，優(yōu)選波長為300-1300納米的電磁輻射且尤其是可見光而言變得不可透過。例如，該導(dǎo)電涂層6的厚度在任何點均在30納米至100微米的范圍。在TOC的情況中，該層厚度例如在100納米至1.5微米的范圍,優(yōu)選在150納米到I微米，和更優(yōu)選在200nm至500nm的范圍。
[0041 ] 在接觸復(fù)合材料I中，例如以帶狀或條狀匯流排(匯流條)形式形成電極3，其通過印刷，例如以絲網(wǎng)印刷法在導(dǎo)電涂層6上制成?；蛘撸部梢詫㈦姌O3預(yù)制成金屬件，例如，預(yù)制成金屬帶或金屬線，然后通過焊料或?qū)щ娝芰吓c導(dǎo)電涂層6電連接。作為電極材料例如可以使用金屬，諸如銀(Ag)，尤其是以用于印刷方法中的印刷膏的形式，銅(Cu)，鋁(Al)，鎢(W)和鋅(Zn)，或金屬合金，其中該列舉并非窮舉。例如，所述印刷膏包含銀顆粒和玻璃料。
[0042]對于以印刷方法制成的例如由銀(Ag )構(gòu)成的電極3，該層厚度例如在2至25微米(U m)范圍，尤其在10到15 范圍。電極3的比電阻通常取決于所使用的材料，其中對于印制的電極3而言其尤其在2到4微歐姆?厘米U Ohm ?_)的范圍。例如，絲網(wǎng)印刷法的80 %的銀印刷膏的比電阻為2.8 ii Ohm *011。相比于高阻抗的導(dǎo)電涂層6，電極3是相對低阻抗的，其電阻例如在0.15-4歐姆/米(Q/m)的范圍。通過這一措施，可以實現(xiàn)所施加的加熱電壓經(jīng)導(dǎo)電涂層6大幅下降，因此電極3在運行時僅很少加熱且在電極3上消耗非常小份額的可使用的熱功率作為損耗功率。
[0043]如前所述，可以通過將金屬印刷膏印刷在導(dǎo)電涂層6上制備電極3?；蛘咭部梢允褂帽〉慕饘俨瓧l作為電極3，其例如包含銅和/或鋁。例如，可通過高壓釜方法通過熱和壓力的作用在金屬箔條和導(dǎo)電涂層6之間實現(xiàn)電接觸。但是，電接觸也可以通過焊接或用導(dǎo)電膠粘劑粘合產(chǎn)生。
[0044]所述接觸復(fù)合材料I還包括以冷氣體噴涂法直接噴涂在電極3上的冷噴涂層4。這里，冷噴涂層4由金屬材料，特別是例如選自下述的基礎(chǔ)金屬或金屬合金構(gòu)成:銀(Ag)、銅(Cu)、金(Au)、鋁(Al)、鈉(Na)、鎢(W)、黃銅、鐵(Fe)、鉻(Cr)、鉛(Pb)、鉍(Bi)、鈦(Ti)、錫(Sn)、鋅(Zn)、鑰(Mo)、銦(In)、鎳(Ni)、鉬(Pt)、釩(V a)、鈷(Co)、鉈(Th)和鈮(Ni)。
[0045]冷噴涂層4的層厚可以寬泛地變化，并且例如在10至500微米的范圍，尤其在20至100微米的范圍。有利地，冷噴涂層4的層`厚為電極3的層厚的至少兩倍，以實現(xiàn)電極3的好的機械加固，特別是當(dāng)它相對薄得形成時。
[0046]在接觸復(fù)合材料I中，將金屬接觸元件5施加到冷噴涂層4上，該接觸元件充當(dāng)導(dǎo)電涂層6與電氣部件，例如電流-/電壓源(未示出)的連接。在此，接觸元件5例如以預(yù)制金屬件，例如金屬條的形式形成，其與冷噴涂層4通過無鉛或含鉛焊料或?qū)щ娬澈蟿?未詳細(xì)示出)牢固相連。金屬帶4例如由鋁(Al)或銅(Cu)構(gòu)成，并且具有例如50到200微米范圍的厚度。或者，接觸元件5也可通過壓制或超聲波焊與冷噴涂層4相連。也可以想到，使接觸元件5形成為彈簧接觸(Federkontakt),其施加給冷噴涂層4以一定的彈簧預(yù)應(yīng)力(Federspannung)。
[0047]在接觸復(fù)合材料I中，接觸元件5的材料的熱膨脹系數(shù)通常大于基材2的材料的熱膨脹系數(shù)。例如，用玻璃制成的基材2的熱膨脹系數(shù)在約7至7.5 ( X 10_6 r1)的范圍，而由鋁或銅構(gòu)成的接觸元件5的熱膨脹系數(shù)在約16至17 ( X IO-6 K-1)的范圍。
[0048]冷噴涂層4由其熱膨脹系數(shù)在基材2和接觸元件5的材料的熱膨脹系數(shù)之間的材料構(gòu)成。在用玻璃制成的基材2和金屬接觸元件5的情況下，該熱膨脹系數(shù)優(yōu)選在12-13(X10_6 r1)的范圍。例如，為此目的由鈦(Ti)制成冷噴涂層7。
[0049]通過布置在導(dǎo)電涂層6和金屬接觸元件5之間的冷噴涂層4，可以有效地抵消在大的溫度變化時可能出現(xiàn)的接觸復(fù)合材料I中的熱應(yīng)力。因為將冷噴涂層4直接噴涂在電極3上，還可以在電極3與冷噴涂層4之間實現(xiàn)特別穩(wěn)定的連接。因此可顯著減少由于熱應(yīng)力造成的接觸復(fù)合材料I破碎的危險。
[0050]圖2中示出本發(fā)明的接觸復(fù)合材料I的另一實施例，其是圖1的接觸復(fù)合材料I的變體。為了避免不必要的重復(fù)，僅說明與圖1的接觸復(fù)合材料的差異，其他方面參考那里作出的闡述。相應(yīng)地，將冷噴涂層4直接噴涂在導(dǎo)電涂層6上，其中電極3施加在冷噴涂層4上并與金屬接觸元件5接觸。除了減少熱應(yīng)力的作用之外，此接觸復(fù)合材料I以冷噴涂層4和導(dǎo)電涂層6之間特別穩(wěn)定的連接為特征。
[0051]圖3中示出本發(fā)明的接觸復(fù)合材料的另一實施例，其是圖1的接觸復(fù)合材料I的另一變體。為了避免不必要的重復(fù)，再次僅說明與圖1的接觸復(fù)合材料的差異，其他方面參考那里作出的闡述。相應(yīng)地，冷噴涂層4用作導(dǎo)電涂層6的電極，并且為此目的直接施加在導(dǎo)電涂層6上。因此，可以放棄用于將加熱電流引入導(dǎo)電涂層6中的與冷噴涂層4不同的電極。除了減少熱應(yīng)力的作用之外，此接觸復(fù)合材料I也以冷噴涂層4和導(dǎo)電涂層6之間特別穩(wěn)定的連接為特征，其中相較于圖1或圖2中的接觸復(fù)合材料I還簡化了此接觸復(fù)合材料I的制造，因為不需要單獨的電極3。
[0052]本發(fā)明提供了平面電結(jié)構(gòu)的接觸復(fù)合材料，例如板式加熱體或平面天線，其中通過布置于基材和接觸元件之間的噴涂層可以減少該接觸復(fù)合材料相鄰的組成部分的熱膨脹系數(shù)的差異。由此可極為有效地抵消出現(xiàn)的熱應(yīng)力。此外，顯著改善了接觸該復(fù)合材料的延性。可明顯減少由于熱應(yīng)力造成的接觸復(fù)合材料破碎的危險。
[0053]附圖標(biāo)記表
1接觸復(fù)合材料
2基材
3電極
4冷噴涂層
5接觸元件
6導(dǎo)電涂層
【權(quán)利要求】
1.電接觸復(fù)合材料(1)，其包含: 平面基材(2)，所述平面基材(2)具有施加于其上的導(dǎo)電涂層(6)， 電極(3 )，所述電極(3 )與所述導(dǎo)電涂層(6 )電連接， 金屬接觸元件(5)，其與所述電極(3)電連接，并充當(dāng)導(dǎo)電涂層(6)與電氣部件的連接，通過熱噴涂法制備的噴涂層(4)，所述噴涂層(4)包含至少一種金屬和/或至少一種金屬合金，其中所述噴涂層(4)布置在所述導(dǎo)電涂層(6)和所述接觸元件(5)之間并具有在載體(6)和接觸元件(5)的熱膨脹系數(shù)之間的熱膨脹系數(shù)。
2.電接觸復(fù)合材料(1)，其包含: 平面基材(2)，所述平面基材(2)具有施加于其上的導(dǎo)電涂層(6)， 通過熱噴涂法噴涂在所述導(dǎo)電涂層(7)上的噴涂層(4)，所述噴涂層(4)包含至少一種金屬和/或至少一種金屬合金， 金屬接觸元件(5)，其與所述噴涂層電連接，并充當(dāng)導(dǎo)電涂層與電氣部件的連接， 其中所述噴涂層(4)具有在載體(6)和接觸元件(5)的熱膨脹系數(shù)之間的熱膨脹系數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2之一的接觸復(fù)合材料(I)，其中所述噴涂層(4)的熱膨脹系數(shù)在由載體(6)和接觸元件 (5)的熱膨脹系數(shù)限定的熱膨脹系數(shù)取值范圍分成三段的中間段的范圍。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的接觸復(fù)合材料(1)，其中所述噴涂層(4)的熱膨脹系數(shù)至少接近相應(yīng)于由載體(6)和接觸元件(5)的熱膨脹系數(shù)產(chǎn)生的平均值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、3或4之一的接觸復(fù)合材料(1)，其中所述噴涂層(4)噴涂在電極(3)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的接觸復(fù)合材料(1)，其中所述噴涂層(4)具有2-50倍于電極(3)的層厚。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6之一的接觸復(fù)合材料(I)，其中所述噴涂層(4)噴涂在導(dǎo)電涂層(6)上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7之一的接觸復(fù)合材料(I)，其中所述接觸元件(5)通過無鉛焊料與電極(3)電連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8之一的接觸復(fù)合材料(I)，其中所述噴涂層(4)包含一種或多種選自下述的金屬和/或金屬合金:銀、銅、金、招、鈉、鶴、黃銅、鐵、鉻、鉛、秘、鈦、錫、鋅、鑰、銦、鎳、鉬、銀、鈷、I它和銀。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9之一的接觸復(fù)合材料(I)，其中所述噴涂層(4)包含至少一種電絕緣材料。
11.電結(jié)構(gòu)，其具有平面基材(2)和施加于所述平面基材(2)上的導(dǎo)電涂層(6)，所述電結(jié)構(gòu)包含至少一種根據(jù)權(quán)利要求1-10之一的電接觸復(fù)合材料(I)。
12.電接觸復(fù)合材料(I)的制造方法，所述方法具有下列步驟: 提供平面基材(2)，所述平面基材(2)具有施加于其上的導(dǎo)電涂層(6)， 制造與所述導(dǎo)電涂層(6)電連接的電極(3)， 制造金屬接觸元件(5)，所述金屬接觸元件(5)與所述電極(3)電連接并充當(dāng)所述導(dǎo)電涂層(6)與電氣部件的連接， 通過熱噴涂法制造至少一層噴涂層(4)，所述噴涂層(4)包含至少一種金屬和/或至少一種金屬合金，其中所述噴涂層(4)布置在導(dǎo)電涂層(6)與接觸元件(5)之間，并且具有在基材(2)和接觸元件(5)的熱膨脹系數(shù)之間的熱膨脹系數(shù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中所述噴涂層(4)噴涂在所述電極(3)上。
14.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中所述噴涂層(4)噴涂在所述導(dǎo)電涂層(6)上。
15.電接觸復(fù)合材料(I)的制造方法，所述方法具有下列步驟: 提供平面基材(2)，所述平面基材(2)具有施加于其上的導(dǎo)電涂層(6)， 制造金屬接觸元件(5)，所述金屬接觸元件(5)與噴涂層(4)電連接并充當(dāng)所述導(dǎo)電涂層(6)與電氣部件的連接， 通過熱噴涂法將噴涂層(4)噴涂在導(dǎo)電涂層(6)上，其中所述噴涂層(4)包含至少一種金屬和/或至少一種金屬合金并且具有在基材(2)和接觸元件(5)的熱膨脹系數(shù)之間的熱膨脹系 數(shù)。
【文檔編號】H05B3/84GK103703865SQ201280038806
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2012年8月1日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月9日
【發(fā)明者】M.拉泰扎克, B.羅伊爾 申請人:法國圣戈班玻璃廠