导电塑料电位器电刷形状和材料的选择

电阻体与电刷是电位器两大关键部分，电刷形状和材料将直接影响到电位器的噪声水平、寿命及可靠性。因此，科技人员多年来在选择电刷的形状和材料方面做了不少工作，取得了今日的进展。电刷的形式有三种：盖章式电刷 (Stamped Wiper)、多指电刷( Multi-wire Wiper简称MWW)和多指耙式电刷 (Multiscratch Wiper简称MSW)。

盖章式电刷(如图1)是一种较为落后的电刷接触方式，它的缺点是与电阻滑道接触属单点接触，输出噪声大、接触电阻大，特别是对非线绕电位器来说接触可靠性差。这种接触方式目前已被淘汰。多指电刷是由多根金属丝并列以后点焊在同种金属薄片上或直接焊在弹簧片上。金属丝并列方式有密绕和间绕两种，金属丝的数量可以在4～30根之间选择，长度一般为4mm。这种形式电刷几乎完全与电阻体接触，因而对降低电位器的噪声水平效果明显。由于它是多指接触，所以与电阻体接触良好，特别是在振动与冲击情况下，可靠性极高。图3表示电刷丝材的根数与故障率的关系，从图可看出，单根丝接触的故障率是14根丝的20倍。

多指电刷的制作是在专门自动机械上进行的，这样可保证品质。在实际应用时,多指电刷是焊在簧片上一起使用的。簧片的形状可由用户任意选择，这种多指电刷-簧片组合式电刷使用起来非常方便。由于它是批量自动化生产，成本低，所以售价不高。多指耙式电刷(图4)是在贵金属带材上经过特殊加工而成。由于丝状电刷与电阻体接触是金属丝与电阻体接触 (图5)，因而对丝材表面的光洁程度与质量要求极高。而耙式电刷仅对接触端头光洁程度有要求(图6)。丝状电刷在装配与使用时要特别当心,否则并拢的丝特易散开与变形，而耙式电刷则无此缺点。在国外，当电位器的寿命要求在5000万次以下时，两种形式电刷均可采用；而当寿命要求超过5000万次时，一般均采用耙式电刷。由于加工、价格、装配、使用种种因素，耙式电刷取代多指丝状电刷在国外是明显的趋势。

当前，国外常用的电刷材料为钯铂银铜合金，其牌号有 Paliney6和Paliney7两种。这两种合金差别是前者无金。有时也用钯钴铜和铜镍锌合金，对精密电位器，电刷95%以上用Paliney6和Paliney7合金而很少采用金基合金，普通型电位器一般用Cu18Ni28Zn合金。Paliney6合金的电阻率为30×10^{- 6}Ψ·cm。Paliney7为25×10 ^{- 6}Ψ·cm，Paliney6弹性模量为11.2×10¹⁰Pa,而Paliney7弹性模量为11. 9×10¹⁹ Pa。这两种合金采用不同的热处理时，其性能有所差别。在使用电刷时，往往还要用到簧片材料，特别是对精密电位器来说，电刷与簧片是两种材料，而普通型电位器，簧片和电刷往往作成一个整体。在使用簧片时，要注意与电刷的匹配。一般来说，使用 PdAgCu基材做成的电刷，其簧片材料宜选用Cu2Be和 Cu9Ni2Sn，而用Pd50Co10Cu材制成的电刷宜选用Cu12Be和Cu91Si2Sn外，还选用Cu6Sn合金。对普通型电位器，电刷与簧片作成一体时，宜选Cu18Ni28Zn合金。如电刷与簧片要分开时，簧片选用Cu6Sn合金就可以了。