DE564885C

DE564885C - Verfahren zur Herstellung hochwertiger Dielektrika

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Publication number: DE564885C
Application number: DET34407D
Authority: DE
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1927-12-21
Filing date: 1927-12-21
Publication date: 1932-11-24
Also published as: GB302726A

Description

Bekanntlich verwendet man auf verschiedenen Gebieten der physikalischen Technik Dielektrika, welche besondere elektrische oder optische Eigenschaften besitzen. Insbesondere sind es die piezo- und pyroelektrischen Körper, die mannigfache Anwendung finden, so z. B. in der Hochfrequenztechnik zur Schwingungserzeugung, Schwingungsanzeige, ferner in der Elektrooptik zur Lichtsteuerung, zur elektrischen Anzeige von Erschütterungen, Drucken oder aber zur Hervorbringung elektrischer Wirkungen durch Zuführung von Wärmeenergie usw. Ob ein Dielektrikum für diese angegebenen und ähnlichen Verwenig dungszwecke geeignet ist, hängt im wesentlichen von seiner Struktur ab, und zwar spielt die Orientierung der elektrischen Momente der einzelnen Molekülkomplexe eine ausschlaggebende Rolle.

ao Es sei hier am Beispiel des Quarzes kurz erläutert, welche Bedeutung den elektrischen Momenten zukommt.

Durch die Struktur jeder Einheitszelle des Quarzes gehen bestimmte elektrische Achsen, d. h. die Atome sind so angeordnet, daß längs einer solchen elektrischen Achse auf der einen Seite ein positives, auf der anderen Seite ein negatives Atom sich befindet. Durch Verschiebung der Atome in dieser Achse, so, daß sie sich alle längs der Achse in gleicher Weise ausrichten, wird das elektrische Moment des Kristalls erregt, das dann wieder eine Wirkung nach außen hervorrufen kann.

Versuche haben ergeben, daß, wenn man fein unterteilten Quarz der Wirkung eines elektrischen Feldes aussetzt, so, daß die einzelnen Teilchen unter der Wirkung dieses elektrischen Feldes in einem bestimmten Sinn orientiert werden, und wenn dann diese einzelnen Körper auf irgendeine Weise zusammengehalten werden, z. B. durch Beimengungen einer entsprechenden Bindemasse, wie Paraffin o. dgl., ein dielektrischer Körper entsteht, der in bezug auf seine piezoelektrischen Wirkungen den normalen Quarzkörper wesentlich übertrifft.

In ähnlicher Art haben auch die meisten Dielektrika elektrische Momente. Das Molekül stellt sich unter Einwirkung eines elektrischen Feldes so, daß das positive Atom sich dem negativen Pol des Feldes und das negative Atom dem positiven Pol des Feldes zuwendet.

Die Erfindung besteht also darin, daß hochwertige dielektrische Körper, in fein unterteilte Form, z. B. Pulverform, gebracht, der Einwirkung eines elektrischen Feldes ausgesetzt werden, das die Elemente in bezug auf ihre elektrischen Momente ausrichtet und durch Druck, Erhitzung oder Verwendung einer Bindemasse, wie Paraffin, zu einem festen Isolierstoff vereinigt werden. Dieses Verfahren kann zweckmäßig gleichzeitig unter starker Erhitzung erfolgen oder aber auch unter Verwendung von hohen Drucken. Es kann bei verschiedenen Substanzen durch ·

Druck oder Erhitzung bezweckt werden, daß die Einzelteilchen sich untereinander verbinden, so daß sie ohne Anwendung einer besonderen Substanz als einheitlicher Körper zusammenhalten. Es ist aber auch, wie bereits gesagt, möglich, durch Beimengungen eines Bindemittels die einzelnen unter dem Einfluß des elektrischen Feldes ausgerichteten Einzelteilchen zusammenzuhalten. Für Verwendung

ίο als piezoelektrische Oszillatoren ist es zweckmäßig, derartige Dielektrika in dünnen Schichten herzustellen, d. h. in der Weise, daß man die fein verteilte, pulverförmige Masse gleich bei der Herstellung in Form dünner Lamellen o. dgl. preßt. Man erhält dann bei der Herstellung gleich für piezoelektrische Elemente diejenige Form, die man sonst durch Schneiden aus den natürlichen oder künstlichen Kristallen erst gewinnt.

Solche Schichten können dann bei den verschiedenen Apparaten mit Elektroden versehen, in Mehrzahl parallel oder in Reihe geschaltet werden, um dadurch die piezoelektrische Wirkung zu erhöhen. Bekanntlich werden zur Erzielung einer starken Piezowirkung solche mit Elektroden versehenen Schichten übereinander angeordnet und von demselben Druck beeinflußt. Dielektrische Schichten, die nach dem oben angegebenen Verfahren hergestellt sind, ergeben auch eine starke pyroelektrische Wirkung, wobei bei Verwendung von mehreren Schichten gleichzeitig alle Schichten gemeinsam erwärmt bzw. abgekühlt werden können.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung hochwertiger Dielektrika in Schichtdicken größer als ¹Z₁₀ mm, dadurch gekennzeichnet, daß hochwertige dielektrische Körper, in fein unterteilte Form, z. B. Pulverform, gebracht, der Einwirkung eines elektrischen Feldes ausgesetzt werden, das die Elemente in bezug auf ihre elektrischen Momente ausrichtet, und durch Druck, Erhitzung oder Verwendung einer Bindemasse, wie Paraffin, zu einem festen Isolierstoff vereinigt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausrichtung dielektrischen Momente durch das elektrische Feld unter gleichzeitiger Anwendung sehr hoher Drucke (etwa bis 50 Atm.) stattfindet.

3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausrichtung der elektrischen Momente bei gleichzeitiger starker Erhitzung, z. B. über ioo°, erfolgt.

4. Dielektrikum, dadurch gekennzeichnet, daß es aus durch Druck, Erhitzung oder eine Bindemasse vereinigten Einzelkörpern, Molekülhaufen, Strukturelementen hochwertiger dielektrischer Körper besteht, die unter Einwirkung eines elektrischen Feldes in gleichem Sinne ausgerichtet sind.