導電塑料電位器電刷形狀和材料的選擇

電阻體與電刷是電位器兩大關鍵部分，電刷形狀和材料將直接影響到電位器的噪聲水平、壽命及可靠性。因此，科技人員多年來在選擇電刷的形狀和材料方面做了不少工作，取得了今日的進展。電刷的形式有三種：蓋章式電刷 (Stamped Wiper)、多指電刷( Multi-wire Wiper簡稱MWW)和多指耙式電刷 (Multiscratch Wiper簡稱MSW)。

蓋章式電刷(如圖1)是一種較為落后的電刷接觸方式，它的缺點是與電阻滑道接觸屬單點接觸，輸出噪聲大、接觸電阻大，特別是對非線繞電位器來說接觸可靠性差。這種接觸方式目前已被淘汰。多指電刷是由多根金屬絲并列以后點焊在同種金屬薄片上或直接焊在彈簧片上。金屬絲并列方式有密繞和間繞兩種，金屬絲的數量可以在4～30根之間選擇，長度一般為4mm。這種形式電刷幾乎完全與電阻體接觸，因而對降低電位器的噪聲水平效果明顯。由于它是多指接觸，所以與電阻體接觸良好，特別是在振動與沖擊情況下，可靠性極高。圖3表示電刷絲材的根數與故障率的關系，從圖可看出，單根絲接觸的故障率是14根絲的20倍。

多指電刷的制作是在專門自動機械上進行的，這樣可保證品質。在實際應用時,多指電刷是焊在簧片上一起使用的。簧片的形狀可由用戶任意選擇，這種多指電刷-簧片組合式電刷使用起來非常方便。由于它是批量自動化生產，成本低，所以售價不高。多指耙式電刷(圖4)是在貴金屬帶材上經過特殊加工而成。由于絲狀電刷與電阻體接觸是金屬絲與電阻體接觸 (圖5)，因而對絲材表面的光潔程度與質量要求極高。而耙式電刷僅對接觸端頭光潔程度有要求(圖6)。絲狀電刷在裝配與使用時要特別當心,否則并攏的絲特易散開與變形，而耙式電刷則無此缺點。在國外，當電位器的壽命要求在5000萬次以下時，兩種形式電刷均可采用；而當壽命要求超過5000萬次時，一般均采用耙式電刷。由于加工、價格、裝配、使用種種因素，耙式電刷取代多指絲狀電刷在國外是明顯的趨勢。

當前，國外常用的電刷材料為鈀鉑銀銅合金，其牌號有 Paliney6和Paliney7兩種。這兩種合金差別是前者無金。有時也用鈀鈷銅和銅鎳鋅合金，對精密電位器，電刷95%以上用Paliney6和Paliney7合金而很少采用金基合金，普通型電位器一般用Cu18Ni28Zn合金。Paliney6合金的電阻率為30×10^{- 6}Ψ·cm。Paliney7為25×10 ^{- 6}Ψ·cm，Paliney6彈性模量為11.2×10¹⁰Pa,而Paliney7彈性模量為11. 9×10¹⁹ Pa。這兩種合金采用不同的熱處理時，其性能有所差別。在使用電刷時，往往還要用到簧片材料，特別是對精密電位器來說，電刷與簧片是兩種材料，而普通型電位器，簧片和電刷往往作成一個整體。在使用簧片時，要注意與電刷的匹配。一般來說，使用 PdAgCu基材做成的電刷，其簧片材料宜選用Cu2Be和 Cu9Ni2Sn，而用Pd50Co10Cu材制成的電刷宜選用Cu12Be和Cu91Si2Sn外，還選用Cu6Sn合金。對普通型電位器，電刷與簧片作成一體時，宜選Cu18Ni28Zn合金。如電刷與簧片要分開時，簧片選用Cu6Sn合金就可以了。