AT149376B - Elektrischer Isolierkörper für Hochfrequenzzwecke mit niedriger Dielektrizitätskonstante und geringen dielektrischen Verlusten. - Google Patents

Description

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    Elektrischer Isolierkörper für Hocbfrequenzzwecke   mit niedriger   Dielektrizitätskonstante   und geringen dielektrischen Verlusten. 



   Während im Kondensatorenbau das Bestreben darauf gerichtet ist, Isolierstoffe mit möglichst hoher   Dielektrizitätskonstante   zu verwenden, begegnet man dort, wo es sich um reine Isolierung eines
Leiters gegen einen andern Leiter oder gegen Erde handelt, der Aufgabe, unerwünschte Kapazitäten durch Verwendung von Isolierstoffe kleiner Dielektrizitätskonstante zu vermeiden. Die Dielektrizi- tätskonstante des Porzellans, des Steatit und der übrigen Stoffe dieser Gruppe liegt durchwegs in der Nähe der Ziffer 6. Für Quarz und Quarzglas ist die Zahl 4 gemessen worden. Niedrigere Dielek- trizitätskonstanten finden sich im Bereich der organischen Isolierstoffe (reines Paraffin = 2). Aus derartigen Stoffen sind jedoch wegen ihrer leichten Deformierbarkeit Isolierformstüeke für viele
Fälle nicht verwendbar. 



   Es ist bereits vorgeschlagen worden, Stoffe mit sehr niedriger   Dielektrizitätskonstante   in Gestalt hochporiger, anorganischer Stoffe zu verwenden. Der Meerschaum, ein   natürlich   vorkommendes
Magnesiumsilikat von sehr   feinporiger   Struktur, der ein Porenvolumen von über   ó0   aufweist, ist zur Herstellung niedrig kapazitiver Isolierstücke bereits vorgeschlagen worden. Die Verwendung dieses
Stoffes als eines stückigen Naturstoffes macht es allerdings notwendig, jeden einzelnen Isolierteil aus dem vollen Material herauszuarbeiten. Diese Arbeitsweise ist in allen denjenigen Fällen, wo einzelne verhältnismässig komplizierte Stücke herzustellen sind, sehr brauchbar und wirtschaftlich, zumal keine Werkzeugkosten aufgewendet werden müssen.

   Anders verhält es sich jedoch dann, wenn Isolierteile in Massenanfertigung herzustellen sind. In diesem Falle hat ein keramisches Verfahren unter Zuhilfenahme von Pressformen oder andern entsprechenden Formungsmitteln den Vorrang. 



   Die Isolierstoffkeramik stand also vor der Aufgabe, einen hochporösen und doch mechanisch ausreichend festen und starren Stoff zu entwickeln, aus dem sich nach einfachem Verfahren Formstücke auch in Serienfabrikation herstellen lassen. Das Ziel der Herabsetzung der Dielektrizitätskonstante war hiebei einerseits durch die Wahl des Stoffes, anderseits durch die Höhe des Porositätsgrades zu verfolgen, wobei auch der dielektrische Verlustfaktor möglichst niedrig sein soll. 



   Die Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäss im Rahmen solcher Massen und Stoffgemische gelungen, die in hohem Prozentsatz Kieselsäure enthalten. Insbesondere ist es zur Lösung der Aufgabe notwendig, chemisch gefällte Kieselsäure in beträchtlicher Menge in   die Masse einzuführen.   Der Kieselsäureanteil der Masse, der zweckmässig mit ungefähr 90% zu bemessen ist, soll jedoch tunlichst nicht ausschliesslich in Form chemisch gefällter wasserhaltiger Kieselsäure erzielt werden. Sehr günstig hat sich eine ungefähr hälftige Verwendung von Quarz oder Quarzglasmehl und gefällter chemischreiner Kieselsäure erwiesen. Die chemisch gefällte Kieselsäure ist bekanntlich ein voluminöser Stoff, der beim Glühen durch seinen Wasserverlust eine ausserordentliche Gewichtsverminderung erfährt. 



  Bei Brenntemperaturen zwischen 1300 und 1600 , wie sie in der Keramik üblich sind, bildet die gefällte Kieselsäure ein verhältnismässig festes Gerüst mit einem ausserordentlich grossen Porenvolumen. Es ist unter Verwendung dieses Stoffes möglich, den hohen Porositätsgrad des natürlichen Meerschaums auf künstlichem Wege zu erreichen oder sogar zu überbieten. Es versteht sich, dass ein Stoff mit so hohem Porositätsgrad sich dem Wert 1 der   Dielektrizitätskonstante   bereits merklich nähert. 



   In vielen Fällen wird es allerdings nicht möglich sein, den porösen Stoff als solchen zu verwenden, da die Poren durch Aufnahme von Luftfeuchtigkeit   unerwünschte   dielektrische Verluste, Ableitung- 

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 ströme oder gar   Durchschläge   verursachen. Unter diesen   Umständen   ist eine oberflächliche oder völlige   Tränkung   des Stoffes mit geeigneten organischen Isoliermitteln notwendig, wobei solche Stoffe auszuwählen sind, die selbst eine möglichst niedrige   Dielektrizitätskonstante   und einen geringen dielektrischen Verlust haben. Es eignen sich also dazu insbesonders reine Kohlenwasserstoffe, wie beispielsweise reines Paraffin, ebenso auch polymerisierte Kohlenwasserstoffe.

   Die Weichheit dieser organischen Füllmittel ist jetzt ohne Belang, da ja der Kieselsäurekörper in sich eine ausreichende Festigkeit hat. 



  Auch eine Erwärmung bis über den   Erweichungs- oder Schmelzpunkt   des organischen Füllstoffes macht den Isolierkörper noch nicht unbrauchbar, da auch der geschmolzene Stoff kapillar in den Poren festgehalten wird. 



   In   Rücksicht   auf eine möglichst reichhaltige keramische Verformbarkeit ist es unter Umständen notwendig, der Masse in an sich bekannter Weise einige Prozent an plastifizierenden Stoffen   zuzu-   setzen, beispielsweise Tonsubstanz, Bentonit oder Speckstein. Auch können in an sich bekannter Weise kleine Mengen an Flussmitteln, vorzugsweise Erdalkalien, zugesetzt werden. Kieselsäure muss jedoch, wenn der   gewünschte   Erfolg eintreten soll, den wesentlichen Teil der Gesamtmasse bilden, zumal ja Kieselsäure selbst eine verhältnismässig niedrige Dielektrizitätskonstante vom Wert 4 besitzt, während die genannten Zuschlagstoffe höhere Zahlen aufweisen. 



   Beispiel : 50 Gewichtsteile gefälltes   Sima,   42 Gewichtsteile   Quarzglasmehl,   5 Gewichtsteile plastischer Ton und 3 Gewichtsteile   Calciumcarbonat. Dielektrizitätskonstante : l'o, Dielektrizitäts-   
 EMI2.1 
 



   PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektrischer   Isolierkörper   für   Hochfrequenzzweeke   mit niedriger   Dielektrizitätskousteute   und geringen dielektrischen Verlusten, der zur Hauptsache aus Kieselsäure, insbesondere aus einem Gemisch von mineralischer und chemisch gefällter Kieselsäure, besteht, nach keramischer Arbeitsweise geformt und hochporös gebrannt ist.

Claims (1)

1. - 2. Isolierkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gemisch die mineralische Kieselsäure ganz oder teilweise durch Quarzglasmehl ersetzt ist.

   3. Isolierkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch etwa zur Hälfte aus mineralischer Kieselsäure oder Quarzglasmehl und zur Hälfte aus chemisch gefällter Kieselsäure besteht.

   4. Isolierkörper nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Porenräume des Isolierkörpers ganz oder teilweise mit organischem Isolierstoff mit niedriger Dielektrizitätskonstante und geringen dielektrischen Verlusten ausgefüllt sind.