DE898478C - Elektrischer Kondensator fuer hohe Betriebstemperaturen - Google Patents

Description

• Elektrischer Kondensator für hohe Betriebstemperaturen Bekanntlich sind die' üblichen Kondensatoren nicht sehr temperaturfest und erfordern für etwas erhöhte Betriebstemperaturen bereits umfangreiche und teure konstruktive Maßnahmen. Der Bedarf an solchen Kondensatoren ist groß, da viele Maschinen und sonstige Geräte, die an sich bei höheren Temperaturen betrieben werden könnten, mit Rücksicht auf die damit zusammengebauten Kondensatoren nur bei den höchst zulässigen Betriebstemperaturen des Kondensators betrieben werden dürfen.
• Es, gibt nun verschiedene anorganische Stoffe bzw. Verbindungen, die sich als Dielektrikum für Kondensatoren eignen; jedoch haben diese Stoffe Nachteile, die .den fabrikationsmäßigen Bau von Kondensatoren nicht zulassen, sei. es, daß sie schwerverarbeitbarsind, sei es,daß die dielektrischen Schichten daraus eine zu große Stärke aufweisen und der Kondensator damit zu groß wird, oder sei es, daß sie nachteilige Werte in elektrischer Beziehung aufweisen. Bei den Untersuchungen hat sich nun gezeigt, daß sich ein bestimmter anorganischer Stoff vorzüglich als Kondensatordielektrikum eignet und daß dieser Stoff sich auch in einfacher Weise in gewünschten Stärken herstellen läßt.
• Gemäß der Erfindung wählt man für einen elektrischen Kondensator für hohe Betriebstemperaturen das Dielektrikum aus selbständigem oder nichtselbständigen Kieselsäurefilmen. Die Herstellung des Dielektrikums, für den erfindungsgemäßen Kondensator kann in verschiedener Weise erfolgen. Beispielsweise kann man Siliziumfluorid (SiF4) verdampfen und diesen Dampf auf eine feuchte Unterlage niederschlagen. Das Siliziumfluorid reagiert sofort mit. dem Wasser und zerfällt in Kieselsäure und Flußsäure. Die Kieselsäure bildet dann einen dünnen zusammenhängenden Film auf :der Unterlage. Die Flußsäure kann man zurückführen, kondensieren und konzentrieren und zur Bildung von neuem Siliziumfluorid verwenden. Die so- gebildete Kieselsäureschicht kann man dann von der Unterlage abheben und als selbständiges Dielektrikum weiterverarbeiten oder aber auf dem Träger belassen, wobei der Träger vorteilhafterweise bereits eine Belegung des Kondensators darstellt. Die Gegenbelegung wird man zweckmäßigerweise aus einem Niederschlag eines leitenden Stoffes, insbesondere eines Metalls, bilden, und zwar vorzugsweise entweder durch Kathodenzerstäubung oder Metallaufdampfung oder aber auch durch Zersetzung von Gasen flüchtiger Metallverbindungen, beispielsweise Eisenkarbonyl oder Nickelkarbonyl. Ist die Trägerunterlage jedoch ebenfalls ein dielektrischer Stoff, beispielsweise eine sehr dünne Lackfolie, so kann dieses zusammengesetzte Dielektrikum für den Aufbau eines Kondensators verwendet werden, der bei, geeignet dünner Ausbildung der Belegungen selbstheilende Eigenschaften nach Durchschlägen aufweisen kann.
• Hat man die Absicht, den Kieselsäurefilm von der Herstellungsunterlage zu lösen, weil diese beispielsweise für Kondensatorenzwecke nicht brauchbar ist, so empfiehlt es sich, ihn auf eine andere, geeignete Unterlage aufzubringen, um ihn vor mechanischen Beschädigungen zu schützen. Als sehr brauchbar hat sich hierbei ein Aufkleben mittels niedrigschmelzender Gläser, z. B. Borax oder Natriumphosphat, erwiesen, die in einer dünnen Schicht. auf der Unterlage, z. B. einer Metallbelegung, aufgebracht sind. Dieses Aufkleben kann nach oder besser noch vor .der Ablösung der Herstellungsunterlage erfolgen.
• Eine andere Möglichkeit, die gewünschten dielektrischen Kieselsäureschichten zu erzeugen, besteht darin, daß man eine dünne Schicht aus Wasserglas herstellt und diese mit Salzsäure behandelt. Hierzu kann man sich einer Salzsäurelösung oder auch eines Salzsäuredampfes bedienen. Die Wasserglasschicht wird dadurch zersetzt und bildet wiederum einen zusammenhängenden Kieselsäurefilm. Um die dielektrischen Werte der Schicht brauchbar zu :gestalten, behandelt man sie therinis.ch nach, um jede Feuchtigkeitsspur zu entfernen und gleichzeitig um eine Rekristallisation der Kieselsäure zu erzwingen. Bringt man die Belegungen nach dem bereits erwähnten Verfahren durch Zersetzung der Dämpfe flüchtiger Metallverbindungen auf, dann schließt man diese Arbeitsstufe an die thermische Nachbehandlung unmittelbar an, weil sich auf dem heißen Kieselsäurefilm das Metall abscheidet. Man kann nun einzelne Kondensatoraufbauelemente bilden, die übereinandergeschichtet einen Stapelkondensator ergeben. Man kann jedoch auch Roll- oder Wickelkondensatoren der üblichen. Bauart herstellen. Es ist auch weiterhin möglich, .durch abwechselndes Aufdampfen von Kieselsäure und Metallbelegung einen kompakten Kondensator zu fertigen, der aus mehreren übereinander angeordneten und zusammengewachsenen Schichten besteht.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Elektrischer Kondensator für hohe Betriebstemperaturen, dadurchgekennzeichnet, daß sein Dielektri'kum aus einem selbständigen oder nichtselbständigen Kieselsäurefilm besteht.
2. 2. Elektrischer - Kondensator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Belegungen des Kondensators aus in feinverteilter Form auf dem Dielektrikum niedergeschlagenen Metallschichten besteben.
3. 3. Elektrischer Kondensator nach Anspruch 2, dadurch .gekennzeichnet, daß die Bele gungen durch Kathodenzerstäubung oder Metallaufdampfung gewonnen sind. Elektrischer Kondensator nach Anspruch 2, .dadurch :gekennzeichnet, daß die Belegungen durch Zersetzung flüchtiger Metallverbindungen gebildet sind. 5. Elektrischer Kondensator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet,. daß die dielektrischen Schichten mittels Hydrolyse von Siliziumfluorid erzeugt sind. 6. Elektrischer Kondensator nach Anspruch i, dadurch .gekennzeichnet, daß die dielektrischen Schichten durch Zersetzung einer Wasserglasscbicht mittels Salzsäure hergestellt sind. 7. Elektrischer Kondensator nach den Ansprüchen i, 5, 6, .dadurch gekennzeichnet, daß die dielektrischen Schichten oder der damit hergestellte Kondensatorkörper vorzugsweise durch thermische Behandlung wasserfrei gestaltet sind. 81. Verfahren zur Herstellung eines Kondensators nach den Ansprüchen i, 5, 7, dadurch gekennzeichnet, daß Siliziumfluorid auf eine feuchte Unterlage, beispielsweise eine Metallbelegung oder eine vorzugsweise frisch hergestellte Lackfolie, aufgedampft wird und daß -die sichdurch Zersetzung gebildete Kieselsäureschicht durch Erwärmung und gegebenenfalls gleichzeitige Anwendung von Unterdruck feuchtigkeitsfrei gestaltet wird. g.. Verfahren zur Herstellung eines Korden-Bators nach den Ansprüchen i, 6, 7, dadurch gekennzeichnet,,daß ein auf einen Träger durch Wasserglaslösung gebildeter Film mit Salzsäurelösung oder Salzsäuredampfi behandelt wird und darauf der gebildete Kieselsäurefilm durch Erwärmung und gegebenenfalls gleichzeitige Anwendung von Unterdruck feuchtigkeitsfrei gestaltet wird, worauf die @dielektrische Schicht von der Unterlage getrennt wird oder für den Fall, daß diese eine Belegung darstellt, auf ihr verbleibt und, dann in üblicher Weise mit Belegungen :durch Auflegen von Metallfolien oder Niederschlagen von Metall in feinverteiltem Zustande versehen wird. i o. Verfahren zur Herstellung eines Kondensators nach den Ansprüchen i und 4., dadurch gekennzeichnet, @daß ein dielektrischer Streifen aus Kieselsäure erhitzt und der Einwirkung der Dämpfe von flüchtigen, in er Wärme zersetzbaren Metallverbindungen,beispielsweise Eisenkarbonyl oder Nickelkarbonyl, ausgesetzt wird, worauf derart metallisierte Dielektriken zusammengeschichtet oder zusammengewickelt werden. i i. Verfahren zur Herstellung eines KonJensators nach- Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß .die Kieselsäureschicht mittels niedrigschmelzender Gläser, z. B. Borax, Natriumphosphat od. dgl., auf einer Trägerunterlage, z. B. einer Metallbelegung; vor oder nach dem Entfernen der Herstellungsträgerunterlage aufgebracht wird. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 515 472, 594 81'5-