CH239291A - Keramischer Isolator. - Google Patents

Keramischer Isolator.

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CH239291A
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magnesium oxide
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Gloeilampenfabrieken N Philips
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Philips Nv
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  Keramischer Isolator.    Die     Erfindung    bezieht sich auf einen       keramischen    Isolator für hohe Wechselspan  nung hoher Frequenz, z. B. zur     Anwendung     als     Elektrodenstütze    in Entladungsröhren.  



  5 Die üblichen keramischen Isolierstoffe ein  schliesslich der in Radioröhren häufig an  gewendeten Metalloxyde veranlassen hohe  Verluste, besitzen     eine    hohe     Dielektrizitäts-          konstante    und werden in     Hochfrequenzfeldern          i    sehr heiss. So kann z. B. eine aus derartigem  Material hergestellte     Elektrodenstütze    in  einer Radioröhre, die bei 70 MHz betrieben  wird, infolge des im Isolator erzeugten  Stromes schmelzen. Ein Isolator für     Radio-          5    röhren soll jedoch geringe Verluste geben,  ferner soll er mechanisch kräftig und einfach  herzustellen sein und sich im Vakuum leicht  entgasen lassen.

   Im Hinblick auf     eine    ein  fache Herstellung, insbesondere bei Massen  erzeugung, soll der Isolator innerhalb eines  grossen Temperaturbereiches bis zur ge  wünschten Härte     gebacken    werden können,  ohne dass     Vitrifikation    auftritt.

   Die Erfin  dung betrifft     nun        einen        keramischen    Isolator    mit guten mechanischen und isolierenden  Eigenschaften, dessen Backtemperatur sich  innerhalb weiter Grenzen     ändern        kann    und  der bei     Anwendung    von     Ultrahochfrequenz-          wecUselstrom    geringe'     dielektrische    Verluste  veranlasst, sogar bei hoher Temperatur.  



  Der poröse, nicht     glasartige    keramische  Isolator besteht nach der     Erfindung        aus    75  bis 96 Gewichtsprozenten     Magnesiumoxyd     und im übrigen aus     Siliziumoxyd    und Alu  miniumoxyd     in    einem Verhältnis von 1,9 bis  5,

  0     Gewichtsteilen        Siliziumoxyd    zu einem  Gewichtsteil     Aluminiumoxyd.    Beide letzt  genannten Oxyde dienen als     Bindemittel    für  das zermahlene und ebenfalls zusammen  backende     Magnesiumoxyd        und    können bei  der Herstellung des Isolators dem     Magne-          siumoxyd        in.    Form von Talk und     alkali-          freiem    Kaolin zugesetzt werden.  



  Ein Ausgangsgemisch, das vor dem       Brennen    aus 70-95     Gewichtsprozent        Magne-          siumoxyd,    1,5-21     Gewichtsprozent        reinem     Talk und 1,5-21 Gewichtsprozent reinem  Kaolin besteht, wobei das Verhältnis von      Kaolin zu Talk sich zwischen 0,4 und 2,3 be  wegen darf, hat nach dem Brennen einen Ge  halt an     Magnesiumoxyd    von 75-96 Ge  wichtsprozent, an     Siliziumoxyd    von 2,6-l8  Gewichtsprozent und an Aluminiumoxyd  von 0,6-8,6 Gewichtsprozent. Das Verhält  nis zwischen dem     Siliziumoxvd    und dem  Aluminium nach dem Brennen schwankt  zwischen 1,9 und 5,0.  



  Zur Erläuterung der Erfindung sei darauf  hingewiesen, dass ein Gehalt von mehr als  etwa 96 Gewichtsprozenten     Magnesiumoxyd     im fertigen Isolator den letzteren spröde und  leichtreissend macht, während ein Gehalt von  weniger als 7 5 Gewichtsprozenten     Magne-          siumoxvd    unerwünschte     dielektrische    Ver  luste in L     ltrahochfrequenzfeldern    herbei  führt.

   Weiterhin ist das Gewichtsverhältnis  zwischen Kaolin und Talk im Ausgangs  gemische deshalb zwischen 0,4 und 2,3 ge  wählt, weil ein grösserer     Talkgehalt    die       Viskosität    des bei der Backtemperatur ent  stehenden glasigen Bindemittels verringert, so  dass Entmischung des festen     llagnesium-          oxyds    auftreten könnte; ist der     Kaolingehalt     grösser als das genannte Verhältnis, so wird  die mechanische Festigkeit des Isolators  geringer.  



  Der erfindungsgemässe Isolator kann bei  spielsweise wie folgt hergestellt werden:  Als     Magnesiumoxyd    wird eine im Handel  erhältliche Qualität mit weniger als 0,02 Ge  wichtsprozent Alkali, die gegebenenfalls ge  schmolzen gewesen sein kann, verwendet. Ist  das     i#lagnesiumoxyd    nicht geschmolzen ge  wesen, so wird es vorzugsweise während  1 Stunde bei 1500-1600  C     kalziniert,    bevor  es angewendet wird. Das     Magnesiumoxyd     wird in einer Kugelmühle zermahlen, bis  <B>90%</B> des Materials eine Feinheit von 2     ls    und  weniger erreicht hat, worauf es mit Hilfe  eines Siebes von 40 Maschen je laufendes cm  gesiebt wird.

   In bezug auf Lackmus neu  traler Talk wird     pulverisiert    und mit Hilfe  eines Siebes von 130 Maschen je laufendes  cm gesiebt, und Kaolin, vorzugsweise Han  delskaolin, das frei von     Unreinigkeiten    ist,  die     dielektrische    Verluste veranlassen können,    wie Eisenoxyd und Alkali, wird auf eine  Teilchengrüsse gebracht, die einem Sieb von  130 oder mehr Maschen je laufendes cm ent  spricht.  



  Gute Ergebnisse können erzielt werden,  wenn die genannten drei Pulver in einem Ge  wichtsverhältnis von     90%        Magnesiumoxyd,     5 % Talk und 5 %     Kaolin    gemischt werden.  Zur     Herstellung    eines     Isolators    aus einem  derartigen Pulvergemische werden 300 g des  Gemisches 250 cm'     Tetrachlorkohlenstoff     und 18 g eines organischen Bindemittels wie  Paraffin zugesetzt, worauf in einer     Por-          zellankugelmühle    gemahlen wird.

   Nachdem  nach langem Mahlen die Teilchen des Ge  misches vollkommen und gleichmässig mit  Paraffin bekleidet worden sind, wird der       Tetrachlorkohlenstoff    dadurch aus dem Ge  mische ausgetrieben, dass letzteres während  12 Stunden bei etwa 1l0  C an der Luft er  hitzt wird. Das getrocknete Gemisch wird  zerrieben, mit Hilfe eines Siebes von 16  Maschen je laufendes cm gesiebt und dann  mittels einer Stempelpresse mit Stahlform in  die gewünschte Form gepresst, z. B. unter  einem Druck von 350 kg/cm'. Ein derartiges       Pressstück    ist ohne Bruchgefahr zu hand  haben.

   Bevor das     Pressstück    gebacken wird,  wird es vorzugsweise in     Luft    einer Vor  erhitzung in der Weise unterworfen, dass zu  nächst die Temperatur langsam auf     220     C  gesteigert und diese     Temperatur    während  6 Stunden aufrechterhalten wird; dann wird  die Temperatur bis auf 800  C erhöht und  während 45 Minuten auf diesem Wert gehal  ten, worauf sie bis auf 1100  C gesteigert  wird, welche Temperatur gleichfalls 45 Mi  nuten lang eingehalten wird; dann wird  langsam abgekühlt. Infolge dieser Vor  erhitzung wird das Paraffin ausgetrieben  und erhält das Material eine hinreichende  Festigkeit und Zusammenhang, um erforder  lichenfalls mechanisch bearbeitet werden zu  können.

   Das eigentliche Backen des Isolators  erfolgt in einer Wasserstoffatmosphäre bei  einer Temperatur von 1450  C während  1 Stunde, wodurch ein gut zusammenhängen  der Körper entsteht, der für die üblichen      Anwendungen von Isolatoren, z. B. als     Elek-          trodenstütze    in     einer    Radioröhre, eine genü  gende Festigkeit besitzt. Die Oberfläche des  auf diese Weise erhaltenen porösen Isolators  unterscheidet sich von der glasartigen,       wechselfarbigen    Oberfläche verglaster kera  mischer Isolatoren durch ein gleichmässig       satinweisses    Aussehen.

   Der Isolator ergibt  einen     Verlustwinkel    von nur     3.10-4    bei  400  C in einem Feld mit einer Frequenz von  70 MHz und eignet sich vorzüglich zur An  wendung bei hohen Frequenzen. Er     eignet     sich besonders zur     Massenerzeugung.    Die       Backtemperatur,    die zum Erhalten eines  kräftigen und gut porösen Produktes erfor  derlich ist, ist verhältnismässig niedrig und  ein genaues Innehalten einer     bestimmten     Backtemperatur,     wie    bei der Herstellung der  üblichen     Metalloxydisolatoren,    ist nicht er  forderlich.  



  Zur Erläuterung der     Erfindung    sei noch  folgendes bemerkt:     Siliziumoxyd    allein ist  als Bindemittel für     Magnesiumoxydteilchen     bei Temperaturen unterhalb 1720  C wenig  geeignet. Kaolin kann bereits bei Tempera  turen von 1200  C als Bindemittel auftreten.  Bei     Anwendung    eines     Gemisches    von Kaolin  und Talk innerhalb eines geräumigen Tempe  raturbereiches ein     Silikatglas    hoher Viskosi  tät gebildet, das die     Magnesiumoxydteilchen     zusammenbindet und bei Temperaturen  unterhalb 1600  C mit dem festen     Magne-          siumoxyd    gut vermischt bleibt.

   Obwohl der  Isolator, vorzugsweise aus den im Handel er  hältlichen Pulvern von     Magnesiumoxyd,    Talk       und    Kaolin erzeugt wird, kann er selbst  verständlich auch in der Weise hergestellt  werden, dass die Metalloxyde, aus denen der  Talk und das Kaolin im wesentlichen be-    stehen, mit dem     Magnesiumoxyd    vermischt  werden und die Verhältnisse,     unter    denen  gebacken wird, einem derartigen Gemisch an  gepasst werden.

   Reines Kaolin frei von Alkali  und von andern     Unreinigkeiten,    besteht in  der Hauptsache     aus        etwa    40 Gewichtsprozent       Aluminiumoxyd,        etwa    46     Gewichtsprozent          Siliziumoxyd    und im übrigen aus Wasser;       reiner    Talk besteht aus etwa 32 Gewichts  prozent     Magnesiumogyd,    etwa 64 Gewichts  prozent     Siliziumoxyd    und im     übrigen    aus  Wasser.

   Das Verhältnis von     Siliziumoxyd     und     Aluminiumoxyd    eines natürlichen     Kaolins     kann sehr verschieden sein, während im na  türlichen Talk häufig freies     Siliziumoxyd     nebst     Magnesiumsilikat    vorhanden ist. Der       Metalloxydgehalt    in einem Isolator gemäss  der Erfindung ist daher von den     Kaolin-    und       Talksarten    abhängig, die als Ausgangs  produkte benutzt werden.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRüCHE: I. Poröser, nicht glasartiger keramischer Isolator, der aus 75-96 Gewichtsprozent Magnesiumoxyd und im übrigen aus Sili- ziumoxyd und Aluminiumoxyd in einem Verhältnis von 1,9 bis zu 5,0 Gewichtsteilen Siliziumoxyd zu einem Gewichtsteil Alumi niumoxyd besteht.
    II. Verfahren zur Herstellung eines Iso- lators nach Patentanspruch I, dadurch ge- kennzeichnet, dass ein Gemisch von 70-95 Gewichtsprozent Magnesiumoxyd, 1,5-21 Gewichtsprozent reinem Talk und 1,5-21 Gewichtsprozent reinem Kaolin zusammen gebacken wird, wobei das Verhältnis Kaolin zu Talk sich zwischen 0,4 und 2,3 bewegt.
CH239291D 1941-08-12 1941-08-12 Keramischer Isolator. CH239291A (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3623152A1 (de) * 1985-07-13 1987-01-22 Murata Manufacturing Co Dielektrische keramische zusammensetzung fuer hohe frequenzen

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE3623152A1 (de) * 1985-07-13 1987-01-22 Murata Manufacturing Co Dielektrische keramische zusammensetzung fuer hohe frequenzen

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