DE723426C - Elektrischer Isolierkoerper aus einem dicht gesinterten Gemisch von Titandioxyd, Zirkondioxyd und erdalkalischen Flussmitteln - Google Patents

Description

• Elektrischer Isolierkörper aus einem dicht gesinterten Gemisch von Titandiöxyd, Zirkondioxyd und erdalkalischen Flußmitteln Zum Aufbau verlustarmer keramischer Kondensatoren sind bereits Stoffe vorgeschlagen worden, die im wesentlichen aus einem Gemisch von Zirkondioxyd und Titandioxyd erbrannt werden. Der Gesamtanteil der beiden Dioxyde macht 5o bis go°/o der Mischung aus. Für den Restteil der Massen werden Magnesia oder Magnesiaverbindungen als vorteilhaft bezeichnet. Magnesia soll demzufolge bis höchstens 50'1" in den beschriebenen Stoffen verwendet werden.
• Beim Aufbau keramischer Kondensatoren wird man stets darauf bedacht sein, eine möglichst hohe Dielektrizitätskonstante zu erzielen. Im Dreistoffsystem Mg O-Ti 02=Zr 02 wird dies inerster Liniedurch den Anteil der beiden. Dioxyde bestimmt. Es ist daher richtig, den als Kondensatordielektrikum zu verwendenden Stoff -aus wenigstens 5o Gewichtsteilen Zr 02 Ti02 und höchstens 5o111, Mg 0 oder anderer Zuschlagstoffe .aufzubauen.
• Für die Zwecke der reinen Isolierung von Leitern gegeneinander.oder gegen Erde bemüht man sich dagegen, unerwünschte Nebenkapazitäten, die beispielsweise durch Streufelder entstehen, möglichst auszumerzen, be- vorzugt also Stoffe mit kleiner Dielektrizitätskonstante a. Daneben bleibt die bekannte Forderung nach .einem kleinen Verlustfaktor tg ö bestehen. Maßgebend ist die Kleinheit des Produktes s # tg ö, insbesondere für die Übertragung großer Hochfnequenzleistungen, bei denen die durch die dieleltrischen Verluste hervorgerufene Wärmeentwicklung die Ausgestaltung der Isolation bestimmt.
• Hierher gehören beispielsweise die Hochleistungshochfreqwenzkabel, ferner auch ge- wisse Hochl:eistungskondensatoren für Hochfrequenz. Die Formgebung dieser Isolierkörper wird im wesentlichen dadurch bestimmt, daß man wegen der im Dtelektnikum auftretenden Wärmeentwicklung .genügende Oberflächen zur Kühlung nötig hat. Je kleiner demnach die Verluste sind, um so kleiner dürfen .die äußeren Abmessungen des Hochleistungskandensators gewählt werden. Es kommt also lediglich auf geringe Verluste an, die D:ielektrizitätskonstante ist von minderer Wichtigkeit.
• Der Isolierkörper nach der Erfindung besieht demgemäß aus einem dichtgesinterten Gemisch von Titandioxyd, Zirkondioxyd und erdalkalischen Flußmitteln mit einem Magnesiaanteil von 5o bis 9o°/0. Solche Stoffe sintern beispielsweise bei einem Magnesiaantei.l von 85% unterhalb i5oo° C dicht.
• Es ist bekannt, für die Herstellung feuerfester Formkörper Gegenstände aus Gemischen von Magnesia- und Titan- oder Magnesia- und Zirkonverbindungen herzustellen. Gegenstand der vorliegenden Erfindung -bildet jedoch die Verwendung eines Gemisches aus Magnesia und eines Gemenges aus TitandioxydundZirkondioxyd. Hierdurch wird erreicht, daß die bekannten guten dielektrischen Eigenschaften des Magnesiumoxyds trotz der überraschend großen Änderung der Sinterungstemperatur erhalten bleiben, insbesondere ein sehr niedriger Wert des Produktes s#tg ö sich iergibt. Eine Vermehrung des Zirkondioxydanteils auf Kosten des Titandioxydanteils in dem Gemisch ergibt eine Verminderung der Dielektrizitätskonstante.
• Die vorzüglichen Isolationseigenschaften der Magnesia sind bekannt. Formkörper aus reinem Magnesiumoxyd herzustellen, bereitet jedoch Schwierigkeiten, die in der sehr hohen Schwindung und der sehr hohen Verdichtungstemperatur dieses Stoffes begründet sind. Zusätze von Ton nehmen dem reinen Magnesiumoxyd viel von seiner dielektrischen Güte, ohne .im übrigen die gewünschte Erleichterung der Herstellung zu erbringen. Die nach der Erfindung zugesetzten beiden weiteren Stoffe Ti 02 und Zr 02 sind zwar sehr feuerfest, ergeben jedoch im Gemisch mit der Magnesia eine auffallende und unerwartete Erniedrigung der Garbrandtemperatur. Es entsteht bei normaler keramischer Formung und Brennweise des Gemisches nach der Erfindung ein Isolierstoff mit äußerst geringem dielektrischem Verlust und gleichzeitig so niedriger Dielektrizitätskonstante, daß das Produkt s # tg B einen besonders kleinen Wert annimmt. Zum Vergleich seien folgende Stoffe aufgeführt: - Bekanntlich sind beim derzeitigen Stande der Meßtechnik Verlustwinkel G i.io-4 bei Hochfrequenz nur unsicher zu ermitteln, so daß ,sich möglicherweise die Stoffe nach der Erfindung im Endergebnis (E . tg ö klein) als günstigste erweisen.
• Vorerst weist von allen Stoffen nur reiner Bergkristall einen kleineren Wert für s . tg 8 auf als die Stoffe nach der Erfindung. Bergkristall kann jedoch wegen seiner mangelnden Verfarmbarkeit nur in seltenen Einzelfällen Verwendung in der Hochfrequenzzisolation finden. Die Mehrzahl aller Formkörper ist daher aus Bergkristall nicht herstellbar.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Elektrischer Isolierkörper aus einem dicht gesinterten Gemisch von Titandioxyd, Zirkondioxyd und erdalkalischen Flußmittel,n, insbesondere für Hochfrequenzisolierung, gekennzeichnet durch einen Magnesiaanteil von 50 bis 900j0. z. Elektrischer Isolierkörper nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Zr O.- Anteil größer als der Ti 02 Anteil ist.