DE847175C

DE847175C - Einrichtung mit auf einer Feuchtigkeit enthaltenden oder Feuchtigkeit aufnehmenden Unterlage aufgebrachter Schicht eines korrosions-anfaelligen Metalls

Info

Publication number: DE847175C
Application number: DEP12665D
Authority: DE
Inventors: Hans-Nikolaus Dr-Ing Schulz; Reinhard Dr-Ing Tandler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1948-10-02
Filing date: 1948-10-02
Publication date: 1952-08-21

Description

Einrichtung mit auf einer Feuchtigkeit enthaltenden oder Feuchtigkeit aufnehmenden Unterlage aufgebrachter Schicht eines korrosionsanfälligen Metalls Fiir viele Zwecke genügt es, an Stelle einer massiven .Metallfolie oder sogar eifies Metallbleches nur eine <liiiine Metallschicht zu verwenden, die zur mechanischen Verstärkung und zur Stützung auf einer Trägerunterlage aufgebracht ist. Insbesondere iii der Elektrotechnik finden derartige Schichten weitgehend Anwendung, die nach irgendeinein der bekannten Verfahren auf der Trägerunterlage niedergeschlagen werden.
Es zeigte sich, daß diese Schichten z. T. über eine nur gericige Beständigkeit verfugen und aus irgendeinem (;runde korrodieren, wobei sie infolge ihrer geringen Stärke durchgehend umgesetzt werden, so daß die Metallschicht als solche nicht mehr vorhanden ist tind die Wirkungsweise der mit dieser Metallschicht aufgebauten Einrichtung zunichte gemacht wird. _11s Beispiel sei auf elektrische Kondensatoren hingewiesen, bei welchen die Belegungen aus sehr dünnen, auf dein Dielektrikum niedergeschlagenen Metallschichten bestehen. In jüngster Zeit ist der sogenannte Metallpapierkondensator interessant geworden, bei welchem auf den als Dielektriktim wirksamen Papierbändern dünne Metallschichten, z. B. Zinkschichten, durch Aufdampfen niedergeschlagen sind. Im Laufe verhältnismäßig kurzer Zeit korrodierten diese Zinkschichten völlig regellos mehr oder weniger stark. Untersuchungen ergaben zunächst, daß bei sehr guter Trocknung des Kondensatorkörpers bei welcher also die im Papier enthaltene Feuchtigkeit fast ganz entfernt wird, die Korrosionen praktisch vermieden werden, woraus der Schluß zu ziehen ist, daß die Feuchtigkeit mindestens einen Anteil an den beobachteten Mißständen hat. Da nun andererseits Zink in reinem gasfreiem destilliertem Wasser nicht korrodiert, liegt der Grund für die beobachteten Korrosionen offenbar darin, daß die Feuchtigkeit Elektrolytliestandteile enthält, die beispielsweise aus dem Trägerstoff stammen können und die Schicht rein chemisch angreifen.
Weil nun sowohl Feuchtigkeitsmengen als auch Elektrolytbestandteile im Trägerstoff, sofern dieser Feuchtigkeit enthält oder Feuchtigkeit aufnehmen kann, unvermeidlich sind, besteht das Problem, die Metallschichten vor Korrosionen zu schützen, offenbar darin, die Bedingungen zu ermitteln, unter denen Korrosionen überhaupt nicht oder nur in ,sehr geringem Umfange eintreten. Die in dieser Richtung unternommenen Versuche hatten vollen Erfolg, so daß eine Regel gegeben werden kann, wie man sich beim Aufbau der in Rede stehenden Einrichtungen verhalten muß.
Entsprechend dem Kennzeichen der Erfindung beschwert man die Trägerunterlage mit die Wirkungsweise der Einrichtung nichtbeeinflussenden Stoffen, die der Feuchtigkeit einen solchen pH-Wert erteilen, der mindestens in der Nähe desjenigen 1)t1-Wertes liegt, bei welchem die geringsten Korrosionen an dem Metallbelag auftreten. Wie die Untersuchungen ergaben, sind die Korrosionsschäden in erster Linie abhängig von dem PH-Wert der in dem Trägerstoff enthaltenen Feuchtigkeit, und es läßt sich für jedes Metall als Belag ein pH-Wert bestimmen, bei welchem die Korrosionsschäden am geringsten sind. Bei Zink liegt dieser pH-Wert beispielsweise bei ro,9. Da nun die Feuchtigkeitsmenge in dem Trägerstoff nicht bekannt ist und unter .Umständen im Laufe der Verwendungszeit der Einrichtung auch wechseln kann, ist es zweckmäßig, einen solchen Zusatzstoff zur Einstellung des pH-Wertes zu wählen, der nur beschränkt löslich ist, so daß in jedem Fall, unabhängig von der absoluten Feuchtigkeitsmenge, eine gesättigte Lösung entsteht.
Wie die Untersuchungen an Zinkschichten zeigten, ist es zweckmäßig, als Beschwerungsstoff basische zweiwertige Metalloxyde zu verwenden. beispielsweise Calciumoxyd, welches die besten Untersuchungsergebnisse lieferte, obwohl nicht ausgeschlossen ist, auch andere Oxyde mit geringerer oder größerer Wasserlöslichkeit zu wählen, die je nach den Verhältnissen, unter denen die Einrichtung betrieben wird, ebenfalls brauchbare Ergebnisse liefern können.
Darüber hinaus kann man dein Trägerstoff auch die durch die Korrosion hervorgerufenen Umsetzungsprodukte des Belagmetalls beifügen, um die Lösungstension, d. h. die Agressivität des im Trägerstoff enthaltenen Elektrolyten herabzusetzen. Bei Zinkschichten würde man daher zusätzlich noch Zinkoxyd beifügen.
13ei den bisherigen Betrachtungen wurde als Trägerunterlage Papier benutzt. Es kommt nur, häufig vor, daß nicht Papier, sondern andere Trägerstoffe, beispielsweise Kunststoffe, als Trägerstoff Verwendung finden. In diesen Fällen können Schwierigkeiten bei der Einarbeitung der den pii-Wert einstellenden Zusätze entstehen. Es ist in diesen Fällen sinnvoll, auf organische Basen zurückzugreifen, da sich diese, gegebenenfalls unter `'erwendung von Lösungsmitteln, leichter in den Kunststoff einarbeiten lassen. Es wird hier im wesentlichen an Amine gedacht, wobei wegen der Basizität und der Wasserlöslichkeit in der Hauptsache die aliphatischen Amine, beispielsweise Hexamethylentetramin in Frage kommen; aber auch bestimmte Alkyl-Ammoniunisalze sind verwendbar.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung mit auf einer Feuchtigkeit enthaltenden oder Feuchtigkeit aufnehmenden Unterlage aufgebrachter Schicht eines korrosionsanfälligen Metalls, beispielsweise Papier mit aufgedampfter Zinkschicht, dadurch gekennzeichnet, claß die Trägerunterlage mit die Wirkungsweise der Einrichtung nichtbeeinflussenden Stoffen beschwert ist, die der Feuchtigkeit einen pH-Wert erteilen, der mindestens in der Nähe desjenigen pH-Wertes liegt, lief welchem die geringsten Korrosionen an dem Metallbelag auftreten.
2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der den PH-Wert regelnde Stoff ein beschränkt löslicher Stoff ist, der unabhängig von der Feuchtigkeitsmenge eine gesättigte Lösung ergibt.
3. Einrichtung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet daß neben den den PH-Wert einstellenden Zusätzen auch die zu vermeidenden Umsetzungsprodukte des Metall -belages dem Träger zugesetzt sind. d.
Einrichtung nach den Ansprüchen i bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß bei Zinkschichten die Zusätze einen pH-Wert bedingen, der möglichst in der Nähe von io,9 liegt.
5. Einrichtung nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Zinkschichten der Trägerunterlage ein basisches zweiwertiges Metalloxyd, beispielsweise Calciumoxyd, beigefügt ist.
6. Einrichtung nach :Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Zinkschichten der Trägerunterlage Zinkoxyd beigefügt ist.
7. Einrichtung nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß "Trägerunterlagen aus Kunststoff organische Basen zur Einstellung des pH-Wertes beigemengt sind, B. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Amine, insbesondere aliphatische Aniine, z. B. Hexametlivlentetramiii, dem Kunststoffträger beigefügt sind.