DE1300055B - Verfahren zur Herstellung von dielektrischem Material - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von dielektrischem Material

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DE1300055B
DE1300055B DE1960J0017525 DEJ0017525A DE1300055B DE 1300055 B DE1300055 B DE 1300055B DE 1960J0017525 DE1960J0017525 DE 1960J0017525 DE J0017525 A DEJ0017525 A DE J0017525A DE 1300055 B DE1300055 B DE 1300055B
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DE
Germany
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hours
oxide
percent
dielectric material
mixture
Prior art date
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Pending
Application number
DE1960J0017525
Other languages
English (en)
Inventor
Pierrot Andre
Bernard Nicolle
Lescroel Yves
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
International Telephone and Telegraph Corp
Original Assignee
International Telephone and Telegraph Corp
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Filing date
Publication date
Priority claimed from FR29646A external-priority patent/FR1445390A/fr
Application filed by International Telephone and Telegraph Corp filed Critical International Telephone and Telegraph Corp
Publication of DE1300055B publication Critical patent/DE1300055B/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/02Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances
    • H01B3/025Other inorganic material

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)
  • Magnetic Ceramics (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von dielektrischem Material mit einer Dielektrizitätskonstante über 30 000 und einem Verlustwinkel kleiner als 2 bei 50 Hz, 20° C und 5 Volt aus einem Eisenoxid und Nickeloxid enthaltenden Gemisch durch Pressen und Sintern zur Verwendung in elektrischen Kondensatoren. Das Bedürfnis für die Erfindung besteht besonders bei der Herstellung von Entkopplungskondensatoren kleiner Abmessungen und von Kondensatoren für Gleichspannungsfilter. Infolge der hohen DK des dielektrischen Materials können billige Kondensatoren sehr geringer Größe hergestellt werden, die besonders für gedruckte Schaltungen und zur Verwendung in Transistorschaltungen geeignet sind.
  • Aus der USA.-Patentschrift 2 509 758 sind elektrische Kondensatoren bekanntgeworden, deren Dielektrikum aus einem Mischferrit hoher DK besteht, und zwar kann die DK größer als 100 sein, in manchen Fällen sogar die Größenordnung 104 bis 105 erreichen. Zu diesen Mischferriten sind beispielsweise die Nickel-Zink-Ferrite zu rechnen. In der USA.-Patentschrift 2 452 530 ist ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Mischferrits beschrieben, bei dem eine Mischung von 15 Molprozent reinem Nickeloxid, 35 Molprozent reinem Zinkoxid und 50 Molprozent reinem Eisenoxid nach einer Wärmevorbehandlung durch Pressen zu geeigneten Körpern verformt und während 2 Stunden bei 1300° C in Gegenwart von Sauerstoff gesintert und anschließend langsam in Sauerstoff abgekühlt wird.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, das bekannte Verfahren zu vereinfachen, um hierdurch dielektrische Massen mit ähnlichen Werten für die DK billiger herstellen zu können. Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß ein Oxidgemisch aus 49 Molprozent Eisenoxid (Fe203) und 51 Molprozent Nickeloxid (Ni0) mit einem Zusatz von 0,5 bis 2 Gewichtsprozent eines oder mehrerer der Oxide von Titan, Silizium und Zirkon durch Pressen oder Ziehen zu geeigneten Formkörpern wie Platten, Pastillen oder Röhrchen verformt, in Luft oder reinem Sauerstoff 1 Stunde bis 5 Stunden auf 1100 bis 1400° C erhitzt und anschließend 15 Stunden lang in Sauerstoff oder Luft abgekühlt wird.
  • Der Vorteil der Erfindung besteht in der Einsparung des Zinkoxidanteils und der damit verbundenen Vereinfachung der Lagerhaltung und Aufbereitung der Ausgangssubstanzen. Trotzdem haben erfindungsgemäß hergestellte Nickelferrite mindestens ebenso hohe Werte der DK, wie sie für Mischferrite bekannt sind, und besonders niedrige Verlustwinkel.
  • Das dielektrische Material wird gemäß der Erfindung aus einer Metalloxidmischung in Pulverform hergestellt. Sie enthält als Hauptoxide 49 Molprozent Fe 203 und 51 Molprozent Ni0. Dieser Mischung von Eisen- und Nickeloxid wird noch eine geringe Menge eines oder mehrerer der Oxide von Titan, Silizium und Zirkon, und zwar mindestens 0,5%, aber höchstens 2% des Gewichtes der Hauptoxide, gleichfalls in Pulverform zugesetzt. Die verwendeten Oxide müssen relativ rein sein. Hierauf werden diese in einer Eisenmühle mit Stahlkugeln 12 bis 48 Stunden lang unter Zusatz des doppelten Gewichts der Oxidmischung an destilliertem Wasser gemahlen und zugleich homogen gemischt.
  • Kondensatorkörper der erforderlichen Form werden entweder durch Pressen oder Ziehen hergestellt, gegebenenfalls unter Zusatz eines organischen Bindemittels und/oder eines organischen Gleitmittels, das bei der nachfolgenden Wärmebehandlung verdampft. Die Wärmebehandlung wird bei einer Temperatur zwischen 1100 und 1400° C durchgeführt, und zwar in einem Ofen, der zweckmäßigerweise luftdicht abgeschlossen werden kann. Als Glühatmosphäre wird Luft oder reiner Sauerstoff verwendet. An die Glühung schließt sich eine langsame Abkühlung von einer Dauer von 15 Stunden an, und zwar ebenfalls in Luft oder Sauerstoff.
  • Die Erfindung soll an Hand von einigen Beispielen näher erläutert werden, die jedoch keine Beschränkung des Erfindungsgedankens bedeuten sollen. Die bei allen Beispielen angegebenen Werte der Dielektrizitätskonstanten und des Verlustwinkels, die die elektrischen Eigenschaften des dielektrischen Materials charakterisieren, wurden bei einer Frequenz von 50 Hz, einer Temperatur von etwa 20° C und mit einer Spannung von etwa 5 Volt gemessen. Diese Werte wurden durch Messungen an einem kleinen Prüfkondensator erhalten, der aus dem in Frage stehenden dielektrischen Material hergestellt wurde. Bei den Meßwerten sind die zugehörige Temperatur, Spannung und Frequenz angegeben, da die elektrischen Eigenschaften dieses Materials in weitem Maße von diesen Parametern abhängen.
  • Beispiel 1 Die Ausgangsmischung bestand aus 49 Molprozent (67,25 g) Eisenoxid (Fe 03) und 51 Molprozent (32,75 g) Nickeloxid (NiO@ unter Zusatz von 0,5 Gewichtsprozent (0,50 g) Titandioxid (TiO2). Diese Oxide wurden 24 Stunden lang in einer eisernen Kugelmühle mit Stahlkugeln gemahlen und gemischt.
  • Die Mischung wurde zu Scheiben gepreßt und diese dann einer Wärmebehandlung bei 1300° C für 2 Stunden in reinem Sauerstoff unterworfen. Dann wurden sie 15 Stunden lang in reinem Sauerstoff abgekühlt.
  • Das erhaltene Material hatte folgende Eigenschaften: Dielektrizitätskonstante: e = etwa 30 000; Verlustwinkel: tan 8 = etwa 1. Beispiel 2 Die Ausgangsmischung bestand aus 49 Molprozent (67,25 g) Eisenoxid (Fe203) und 51 Molprozent (32,75 g) Nickeloxid (Ni0) mit einem Zusatz von 2 Gewichtsprozent (2,00 g) Siliziumdioxid (SiO2). Diese Oxide wurden 24 Stunden lang in einer Eisenkugelmühle mit Stahlkugeln gemahlen und gemischt.
  • Die Mischung wurde zu Scheiben gepreßt und diese einer Wärmebehandlung bei 1300° C für 2 Stunden in reinem Sauerstoff unterworfen. Das Abkühlen dauerte 15 Stunden lang und fand in reinem Sauerstoff statt.
  • Das erhaltene Material hatte folgende Eigenschaften: Dielektrizitätskonstante: E = etwa 500 000; Verlustwinkel: tan A = etwa 2. Beispiel 3 Die Ausgangsmischung enthielt 49 Molprozent (67,25g) Eisenoxid (Fe203) und 51 Molprozent (32,75 g) Nickeloxid (Ni0) mit einem Zusatz von 0,5 Gewichtsprozent (0,50 g) Zirkonoxid (Zr02). Die Oxide wurden 24 Stunden lang in einer Eisenkugelmühle mit Stahlkugeln gemahlen und gemischt.
  • Die Mischung wurde zu Scheiben gepreßt und diese einer Wärmebehandlung bei 1300° C für 2 Stunden in reinem Sauerstoff unterworfen. Dann wurden sie während 15 Stunden in reinem Sauerstoff abgekühlt.
  • Das erhaltene Material hatte folgende Eigenschaften: Dielektrizitätskonstante: E = etwa 70 000; Verlustwinkel: tau b = etwa 2.
  • Wenn das gleiche Material auf 1200 statt auf 1300° C erhitzt wurde, ergaben sich folgende Eigenschaften: Dielektrizitätskonstante: E = etwa 30 000; Verlustwinkel: tau b = etwa 1.

Claims (1)

  1. Patentanspruch: Verfahren zur Herstellung von dielektrischem Material mit einer Dielektrizitätskonstante über 30 000 und einem Verlustwinkel kleiner als 2 bei 50 Hz, 20° C und 5 Volt aus einem Eisenoxid und Nickeloxid enthaltenden Gemisch durch Pressen und Sintern zur Verwendung in elektrischen Kondensatoren, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß ein Oxidgemisch aus 49 Molprozent Eisenoxid (Fe203) und 51 Molprozent Nickeloxid (Ni0) mit einem Zusatz von 0,5 bis 2 Gewichtsprozent eines oder mehrerer der Oxide von Titan, Silizium und Zirkon durch Pressen oder Ziehen zu geeigneten Formkörpern wie Platten, Pastillen oder Röhrchen verformt, in Luft oder reinem Sauerstoff 1 Stunde bis 5 Stunden auf 1100 bis 1400° C erhitzt und anschließend 15 Stunden lang in Sauerstoff oder Luft abgekühlt wird.
DE1960J0017525 1959-01-19 1960-01-14 Verfahren zur Herstellung von dielektrischem Material Pending DE1300055B (de)

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FR29646A FR1445390A (fr) 1959-01-19 1959-01-19 Perfectionnements aux dispositifs semiconducteurs à jonction p. nu

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Citations (4)

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US2452529A (en) * 1941-10-24 1948-10-26 Hartford Nat Bank & Trust Co Magnet core
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US2452531A (en) * 1943-05-31 1948-10-26 Hartford Nat Bank & Trust Co Process of manufacturing a magnetic material and magnetic core
US2509758A (en) * 1949-01-26 1950-05-30 Philips Lab Inc Electrical condenser

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