CH246109A - Verfahren zur Herstellung von mit nichtleitenden Umsetzungsprodukten überzogenen Metallelektroden elektrischer Kondensatoren. - Google Patents

Description

  Verfahren zur Herstellung von mit nichtleitenden Umsetzungsprodukten überzogenen  Metallelektroden elektrischer Kondensatoren.    Bekanntlich besitzen     verschiedene    Metall  .     verbindungen    sehr gute     dielektris        ehe    Werte,  so dass sie zum Aufbau von elektrischen  Kondensatoren benutzt werden können.

   Aus       Zweckmässigkeitsgründen    werden die     Metall-          verbindungen    auf der Oberfläche     entspre-          ethend    ausgebildeter Metallelektroden     dureh-          thermis.che,        chemisehe    oder elektrolytische  Verfahren     gebildet.    Wegen der     gewünschten          Eigen,chaften    und wegen der leichten Wie  derholbarkeit bestimmter     Schichtstärken    fin  den im wesentlichen     elektrolytische    Verfah  ren Anwendung.  



  Die im Rahmen einer derartigen Behand  lung mit nichtleitender Oberfläche     versehe-          nen    Elektroden können ohne Benutzung wei  terer     Dielektrika    fest     aufeinandergefügt    wer  den, so dass das Muttermetall einer solchen  Elektrode mit einer auf der nichtleitenden  Schicht aufgebrachten Gegenbelegung oder  dem Muttermetall einer weiteren Elektrode    einen Kondensator der gewünschten Kapa  zität bildet.  



  Diese     Kondensatoren    haben wegen ihrer  Temperaturbeständigkeit, vor allem gegen  über höheren Temperaturen, grösste Bedeu  tung. Es ist möglich,     solche    Kondensatoren  für Betriebstemperaturen von beispielsweise  160  C herzustellen, und es ist     beabsichtigt,     sogar Betriebstemperaturen von einigen hun  dert Grad C zuzulassen.  



  Wie die Untersuchungen ergaben, ist zu  nächst mit einem Abfall der Durchschlags  spannung derartiger Kondensatoren mit stei  gender Temperatur zu rechnen. Vermutlich  ist dies darauf zurückzuführen, dass die     di-          elektrische    Schicht bei einer geringeren Tem  peratur gebildet worden ist, so dass sich bei  der späteren höheren Betriebstemperatur  Mängel zeigen, die im wesentlichen eine       Durchschlagsspannungsverminderung    erge  ben.

        Um daher     Kondensatoren    mit einem     Di-          elektrikum        aus    Umsetzungsprodukten eines       Metalles        widerstandsfähiger    bei hohen, über  100 C liegenden Betriebstemperaturen zu       machen,    wird gemäss vorliegender Erfindung  vorgeschlagen, die Bildung mindestens eines  Teils der nicht leitenden     Umsetzungsschicht     bei einer Temperatur vorzunehmen,

   die     min-          destens.    so hoch ist     wie    die spätere Betriebs  temperatur des     Kondensators.    Die     Ausbil-          dunder        dielektrischen    Schicht hinsichtlich  ihrer     Kristallstruktur    und ihrer elektrischen  und     mechanischen    Werte erfolgt dann unter  solchen Temperaturen, wie sie höchstens bei  dem späteren Betrieb des     Kondensators    auf  treten können.  



  Es liegt auf der Hand, dass man daher       zur    Herstellung von     Kondensatorelektroden     sich     nicht    der üblichen Verfahren mit wässe  rigen Elektrolyten bedienen wird, weil diese  einen Siedepunkt von ungefähr 100   C be  sitzen und die Ausbildung der     dielektrischen     Schicht höchstens bei dieser Temperatur er  folgen kann. Um den Erfindungsgedanken zu  verwirklichen, bedient man sich daher zweck  mässigerweise solcher     Elektrolyte,    die einen  mehrwertigen Alkohol, z. B. Glyzerin oder       Äthylenglykol,    oder ähnliche Lösungsmittel,  z.

   B. Ätheralkohole wie     Methylglykol,        Äthyl-          glykol,        Butylglykol    oder einwertige Alkohole  wie     Propylalkohol,        Butylalkohol    oder Betone  wie     Methyläthyl@keton    oder Amine wie     Hy-          drazinhydrat,    mit entsprechend hohem Siede  punkt enthalten, in welchem die     elktrolyti-          ochen    Bestandteile, z. B. Borsäure,     Ammo-          niumborat    oder     veresterte    Gemische, z.

   B. aus       Äthylenglykol,        Borsäure    und     Ämmoniak,     gelöst sind.  



  Für den Fall, dass auch derartige Elek  trolyte einen im Vergleich zur späteren Be  triebstemperatur des     Kondensators    zu niedri  gen Siedepunkt besitzen     bezw.        dass    diese un  erwünschte Eigenschaften der     dielektriseben     Schicht bedingen oder Schwierigkeiten bei  der Durchführung des Verfahrens machen,  kann man sich     vorteilhafterweise    der sage  nannten     Sehmelzflusselektrolyte,    z. B. aus  Borsäure und Borax, insbesondere aus deren         eutektischem    Gemisch, bedienen, die über  haupt     kein    Lösungsmittel in diesem Sinne  enthalten.

   Hier werden die elektrolytischen  Bestandteile so weit erhitzt, dass sie in den       Schmelzfluss    übergehen,     worin    dann die Me  tallelektroden unter Einwirkung eines elek  trischen Stromes an der Oberfläche umgesetzt  werden können.  



  Der am meisten verwendete     Kondensato-          renbaustoff    für die     Belegungen    ist     Alumi-          nium.    Gleichzeitig stellt Aluminium den bil  ligsten Vertreter der sogenannten Ventil  metalle dar, welche also eine     äusserst    brauch  bare     dielektrische        Umsetzungsschicht    zu bil  den in der Lage sind. Als     Umsetzungspro-          dukte    kommen vorwiegend die Oxyde in Be  tracht, die normalerweise in     Borsäureelektro-          Iyten    hergestellt werden.

   Es liegt daher nahe,  bei der Herstellung der Aluminiumoxyd  schicht auch im     Schmelzflusselektrolyten    den  gleichen elektrolytischen Bestandteil,     dae     heisst eine     vorhaltige.        vorzugsweise        borsäure-          oder        borathaltige    Schmelze, zu     verwenden.     Besonders zweckmässig ist es, den     Schmelz-          flusselektrolyt    aus. einer Mischung von Bor  säure und     Alkaliboraten,    z. B.

   Borsäure und       Natriumborat    oder Borsäure und     Ka-lium-          borat    oder Borsäure und     Ammoniumborat     oder Gemischen von     Boraten    untereinander,  herzustellen, wobei die     eutektischen    Ge  mische zwischen diesen Stoffen zu bevor  zugen sind.  



  An Stelle von     Alkaliboraten    können auch       Borate    von     andern.    Metallen, z. B. von     Erd-          alkalimeta.llen,    wie Kalzium oder     Maginesium,     oder von Kupfer, Silber usw. verwendet wer  den. Um den Schmelzpunkt herabzusetzen,  können auch andere Zusätze wie     Na.N0,          Na2C03,        K_C0,    oder ein Gemisch     vorn:          Na.CO..    und     KX0,        bezw.        NüKCO,    gemacht  werden.

   Wie sich weiter gezeigt hat, ist es  auch möglich, in Schmelzen von     NaN03    oder       KN03    oder einem Gemisch von     Na.N03    und       KNO,    oder     K.Cr207    gute     Oxydschichten    her  zustellen. Um gute Isolatoren zu erhalten, ist  es vorteilhaft, die Temperatur unter     3-50     C  zu halten. Nur dann, wenn der     Kondensator     bei ausserordentlich hohen Betriebstempera-      euren arbeiten soll, geht man mit der     Formie-          rungstemperatur    höher.

   Besonders vorteil  hafte Kondensatoren erhält man, wenn man  in der ersten     Stufe    in wässriger     Lo-sung,    z. B.  in Schwefelsäure, und in einer zweiten Stufe  im     Schmelzfluss    formiert.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von mit nicht leitenden Umsetzungsprodukten überzogenen Metallelektroden elektrischer Kondensatoren, die bei Temperaturen über l00 C betrieben werden, durch einen elektrolytischen Prozess, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildung mindestens eines Teils der nichtleitenden Umsetzungsschicht bei einer Temperatur vor genommen wird, die mindestens so hoch wie die spätere Betriebstemperatur des Konden sators ist. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass zur Bildung der nichtleitenden Umsetzungsschicht ein Elek trolyt aus mehrwertigem Alkohol und darin ;gelösten elektrolytischen Bestandteilen be nutzt wird. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch, da .durch gekennzeichnet, dass die Bildung der nichtleitenden Umsetzungsschicht im Schmelzflussel.ektrolyten vorgenommen wird. 3. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schmelzflusselektrolyt aus Borsäure und Borax benutzt wird. 4. Verfahren nach Patentanspruch und Unteransprüchen 2 und 3, dadurch Bekenn zeichnet, dass ein Schmelzflusselektrolyt aus dem eutektischen Gemisch von Borsäure und Borax benutzt wird.

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