AT208287B - Elektrischer Isolator - Google Patents

Elektrischer Isolator

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Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Elektrischer Isolator 
Die vorliegende Erfindung betrifft einen elek- trischen Isolator, der aus mehreren oxydischen und/oder mineralischen Komponenten zusammen- gesetzt ist. Es ist, bekannt, für elektrische Isola- toren oxydische und/oder mineralische Kompo- nenten zu verwenden. So sind z. B. in der österr.
Patentschrift Nr. 183840 und in der franz. Pa- tenschrift Nr. 816. 900 Massen aus TiO2, ZrO2 und   ZnO   beschrieben. 



   Es ist bekannt, dass man dem TiO2, kristalli- siert als Rutil, zur Verbesserung der Temperatur- eigenschaften seiner Dielektrizitätskonstante eine gewisse Menge   Zirkondioxyd   hinzusetzen kann. 



   Diese Zugabe kann sogar über das Molverhältnis   5 (y/o, ZrO, : 500/o TiO2   hinausgehen. Normaler- weise findet beim Brennen solcher Gemische eine
Mischkristallbildung statt, wobei das ZrO2 unter
Aufweitung des Rutilgitters aufgenommen wird.
Beim Molverhältnis ZrO2:TiO2=1: 1 soll so- gar unter Einwirkung von Mineralisatoren eine
Verbindung Zirkontitanat   TiO. ZrO   entstehen. 



   Zur weiteren Verringerung des negativen Tem- peraturkoeffizienten ist die Zugabe von   MgO,   ZnO, CdO zum Zweistoffsystem   Ti02-Zr02   bekannt. Die dabei entstehenden Dreistoffsysteme haben, ausser dem System MgO-TiO2-ZrO2, den Vorteil, mit ansteigendem Anteil der zwei- wertigen Oxyde bei niedrigeren Temperaturen dicht zu sintern. 



   Fernerhin kann auch bis zu einem gewissen Anteil das Zirkondioxyd durch SnO2, oder   Th02   ausgetauscht werden, um einen geringen Temperaturkoeffizienten der Dielektrizitätskonstante zu erhalten. 



   Da bekanntlich im System   ZrO-TIO   mit steigendem   ZrOGehalt   die Brenntemperaturen über das technisch wirtschaftliche Mass ansteigen, werden zu ihrer Erniedrigung Flussmittel, wie Erdalkalifluoride oder Ton und/oder Bentonit, hinzugegeben, wobei die beiden letzteren Flussmittel den. Vorzug haben, den aus den oben angegebenen Oxyden bestehenden Massen eine gewisse Plastizität zu geben. Auch die Verwendung von   BaO   als Flussmittel ist bekannt. 
Bei eingehenden Versuchen mit dem System   Ti02-Zr02   wurde nun in völlig überraschender
Weise gefunden, dass die Zugabe von   Bariufmfeld-   spat, auch Celsian genannt, BaO.

   Al2O3.2SiO2, in bestimmten Grenzen gute Ergebnisse hinsichtlich der Höhe des Temperaturkoeffizienten der Dielektrizitätskonstante als auch ihrer Geradlinigkeit über   einen grossen   Temperaturbereich zeitigte. 



   Ein elektrischer Isolator, hergestellt aus einem Gemisch von TiO2, ZrO2, BaO (bzw. BaCO3) Tonsubstanz und geringen Mengen anderer Oxy- de, mit einer Dielektrizitätskonstante zwischen 25 und 60 ist gemäss der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass er im zusammengesetzten Dreistoffsystem Celsian-TiO2-ZrO2 IN den Grenzen von über 5 bis 10   Mol-Ufo   Celsian, 20 bis 60 Molto   ZPO ; ;   und 75 bis 35   Mol-Ufo   TiO2 liegt, und dabei einer hohen Dielektrizitätskonstante ein sehr geringer, negativer Temperaturkoeffizient zugeordnet ist, wobei dieser im Bereich von 0   bis-100. 10   kontinuierlich veränderlich und gut reproduzierbar ist., Es ist   hiebei mög-   lich, 1-15   Gew.-"/o SnOjj im   Austausch gegen ZrO2 oder TiO2 einzuführen. 



   Zur Steuerung der Kristallitgrösse können Oxyde wie CdO, ZnO, Bi2O3, B2O3, MnO2, WO3 und andere in Höhe von 1-4 Gew.- /o hinzugefügt werden. 



   Ein weiterer Vorteil ist die Erzielung niederer Brenntemperaturen dieser Massen, die bei zirka 13000 C liegen. Ein anderer bestimmender Faktor 
 EMI1.1 
 falls nicht notwendig, den Celsian in vorgebildeter Form zuzusetzen, sondern es genügt, Ton und   BaO   oder   BaCO,   oder eine andere Verbindung, die nach dem Glühen   BaO   ergibt, in dasjenige Verhältnis zu bringen, das der Zusammensetzung des Celsians entspricht. Dabei erfüllen Schwankungen um 0, 1 bzw.   0, 2   Mol noch die vorgenannten Bedingungen. 



   Es ist zwar bereits vorgeschlagen worden, Bariumoxyd liefernde Substanzen und Ton den Versätzen zur Herstellung von Isolatormassen zuzusetzen, jedoch ist dabei entweder das für die Cel- 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 sianbildung erforderliche Verhältnis von   BaCOs   zu Ton zirka wie 1:1,3 nicht eingehalten, oder es lassen sich nach den vorgeschlagenen Angaben nicht die dort angegebenen Tkc-Werte erreichen. Wird das Celsianverhältnis mit Toleranzen von   0, 1 Mol- /o   nicht eingehalten, dann verbleibt entweder überschüssiges Bariumoxyd oder überschüssiger Ton im Scherben, die beide die dielektrischen Eigenschaften im ungünstigen Sinn beeinflussen. 



   Die eigentlichen Verhältnisse bei dem Dreistoffsystem Titandioxyd,   Zirkondioxyd   und Celsian werden erst deutlich, wenn man die Wirkung der einzelnen Komponenten in einem Versatz berücksichtigt. Titandioxyd bewirkt eine hohe Dielektrizitätskonstante, verschiebt aber den Temperaturkoeffizienten der DK in Richtung auf -800.10-6. Zirkondioxyd erfordert eine hohe Brenntemperatur, drückt die   Dielektrizität5kon-   stante, aber verschiebt den Temperaturkoeffizienten der DK in positive Richtung. Celsian hingegen bewirkt eine niedrigere Brenntemperatur, drückt auch die Dielektrizitätskonstante und verschiebt ebenso wie Zirkondioxyd den Temperaturkoeffizienten der   DK   in positive Richtung. 



  Werden die Komponenten des Celsian für sich in Form von   BaCOs   und Ton dem Versatz zugesetzt, so hat man ausserdem noch den Vorteil der Plastifizierung. Die in den   erfindungsgemässen   Grenzen liegenden Massen eignen sich beispielsweise hervorragend als Kondensatordielektrikum. 



   Für die   Grösse   der Änderung des Temperaturkoeffizienten der Dielektrizitätskonstante seien folgende Beispiele in   Gew.-'/o zur   Veranschaulichung genannt : 
ZrO2 40 45 (Gew.-%)
TiO2 40 27 (Gew.-%) 
 EMI2.1 
 
 EMI2.2 
 stellten Diagrammes ersichtlich. Die Prozentangabe in diesem Diagramm ist in Mol-% dargestellt. 



   PATENTANSPRÜCHE :
1. Elektrischer Isolator, hergestellt aus einem 
 EMI2.3 
 und 60, dadurch gekennzeichnet, dass er im zusammengesetzten Dreistoffsystem Celsian-TiO2ZrOg in den Grenzen von über 5 bis 10   Mol-%   Celsian, 20 bis 60   Mol-%   ZrO2 und 75 bis 35 Mol- TiO2 liegt, und dabei einer hohen Dielektrizitätskonstante ein   sehr geringer,   negativer Temperaturkoeffizient zugeordnet ist, wobei dieser im Bereich von 0   bis -100. 10-6   kontinuierlich veränderlich und gut reproduzierbar ist.

Claims (1)

  1. 2. Elektrischer Isolator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Celsian in vorgebildeter Form zugesetzt ist oder dass das Molverhältnis seiner Oxyde durch Ton und BaO, BaCOs oder andere nach dem Brande BaO ergebende Verbindungen erfüllt ist.
    3. Elektrischer Isolator nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine etwaige Verschiebung des Molverhältnisses der Oxyde des Celsian die Grenzen Ba. O. 0, 9 Al2Og. 1, 8 SiO2 bis BaO. 1,1 Al2O3.2,2 SiO2 nicht übersteigt.
    4. Elektrischer Isolator nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass 1-15 Gew.- % ZrO2 oder TiO2 gegen Sn02 ausgetauscht sind.
    5. Elektrischer Isolator nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Steuerung der Kristallitgrösse-Oxyde wie CdO, ZnO, Bi2Os, B2O3, MnO2, WO3, und andere in Höhe von 1-4 Gew.-% hinzugefügt sind.
AT633156A 1956-10-23 Elektrischer Isolator AT208287B (de)

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