DE905988C

DE905988C - Elektrischer Isolierkoerper aus keramischem Stoff fuer die Halterung und Isolierung temperaturunabhaengiger Schwingungskreise und aehnlicher Einrichtungen

Info

Publication number: DE905988C
Application number: DEST1564D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Werner Soyck; Dr-Ing Alfred Ungewiss
Original assignee: Steatit Magnesia AG
Current assignee: Steatit Magnesia AG
Priority date: 1935-10-11
Filing date: 1935-10-11
Publication date: 1954-03-08

Description

Elektrischer Isolierkörper aus keramischem Stoff für die Halterung und Isolierung temperaturunabhängiger Schwingungskreise und ähnlicher Einrichtungen Zur Halterung und Isolierung temperaturkonstanter Schwingungskreise und ähnlicher Geräte bedient man sich keramischer Körper aus Sonderwerkstoffen, die durch besonders kleine Wärmeausdehnungen ausgezeichnet sind. Derartige Stoffe sind bereits seit langem bekannt; sie dienten zunächst ihrer hohen Temperatur wech:selbeständdgkeit wegen zur Herstellung lichtbogensicherer Isolatoren, Funfkenläschkammern, u. dgl. und wurden in der Folgezeit zum Au,fb>au von Kurzwellengeräten herangezogen. Die bekannten Stoffe gehören nach ihren wesentlichen Komponenten dem Oxydsys:tem Mg 0-A12 03-S,i 02 an. Geringe Mengen Nah O, K20 und Fe0 treten in manchen Fällen hinzu. Im Bereich des genannten Dreistoffsystems ist es möglich, den thermischen Ausdehnungskoeffizienten bis unter dien Wert 2 - io-e zu senken. Im allgemeinen werden diese Stoffe aus Gemischen von Tonsubstanz und Speckstein erbrannt, doch ist auch die ausschließliche oder anteilige Verwendung von. Mg O in Verbindung mit Tonsubstanz möglich. Unbestritten, isst die Kleinheit der thermischen Ausdehnung die wichtigste Eigenschaft, welche diese Stoffe zur Halterung und Isolierung von Schwingungskreisen befähigt. Da jedoch jeder Isolie@.rkörper in irgendeinem Betrage kapazitäts,-biildend wirkt, ist neben; der Unveränderlichkeit der räumlichen Abmessungen auch eine weitgehende Unabhängigkeit der Dielel-,ürizitätskonsüante von der Temperatur anzustreben. In dieser Hinsicht haben die bisher bekannten Stoffe des) Systems Mg O- A1203-Si02 nicht befriedigt:; sie ändern ihre Dielektrizitätskonsüante im Bereich. 2o ... ioo' ' C um. -I- 5 . . . -i- 10%.
Man hat bereits elektrische Isolierkörper aus keramischen Stoffen vorgeschlagen" welche aus Titandioxyd, Ton und Speckstein bestehen, die also dem Vierstoffsystem Mg0-A1203-Si02-T:i 02 angehören. Da der negative Temperaturkoeffizient der Dielektrizitätakon!stanüen, von Ti 02 und hochprozentig Ti 02 enthaltenden Gemischen bekannt ist, läßt sich voraussehen, daß in diesem. Massen eine Kompensation der Temp!eraturkoeffizienteu ohne weiteres durchführbar ist. Dies, ist bei richtiger Bemessung des Ti 02 Anteils auch tatsächlich der Fall. Will man jedoch gleichzeitig die, Wärmeausdehnung klein erhalten (der ZVert 3 - 1o--6 für de lineare Ausdehnungszahl darf nicht überschritten weirden), so sind neue Sonderregeln für den Aufbau, des Stoffes zu beachten.
Da mit steigendem Ti 02-Gehalt der Ausdehnungskoeffizient und überdies der Absolutwert der Dielekürizitäüskonstante in unerwünschter Weise wächst, ist eine Begrenzung des Ti 0'2 Gehaltes auf höchstens 35'/o notwendig. Es, hat! seich als richtig erwiesen, die Kompensation des Temperaturkoeffizienten der Dielektrizitätskonstanüe nicht unbedingt bis auf o durchzuführen, sondern besser unter Schmälerung des Ti 02-Anteils bei einem kleinen positiven Wert stehenzubleiben. Innerhalb des Restteils von wenigstens 651/o der Masse ist der Mg0-Anteil derartig zu wählen, d!aß er zum A1203-Anteid im Verhältnis 3:2 bis 1:9 steht; bevorzugt ist der Verhältnisbereich zwischen 1 :2 und 1 : -6.
Es hat seich jedoch herausgestellt, daß Gemische aus Tonsubstanz, Speckstein und Ti 02, welche den beschriebenen Bedingungen genügen(, hrenntechn!isch gewisse Schwierigkeiten bereiten. Diese lassen sich überwinden, wenn ein Teil des A12 03 nicht in Form von Tonsubstaniz, sondern in Form eines kiesel.s#äureärmeren Aluminiumsilikats, benspdelsweise Andalust; Alb 03 - S,i 02, der Masse beigegeben wird. Auch A12 03 als Tönerd!e oder Korund erbringt eine Verbesserung des Brennverhaltens. Als eine überraschende Erfahrangs!tats:ache ist hinzuzufügen, <1a13 ein teilweiser Ersatz! des Ti 02 durch Zr 02 die nach der negativen Seife wlirkend@e Kompensation, des Temperaturkoeffizienten verstärkt, die Annäherung an den Wert o also erleichtert. Auch verringert der Z<02 Zusatz. den die!lektrichen Verlu:süfakton Recht brauchbare Massen werden auch- bei ausschließlicher Verwendung von 7r02 an Stelle von T102 gewonnen.
Durch die verschiedenen Maßnahmen, und ihre Kombination werden demnach Isolierkörper rnit folgenden, Eigenschaften erzielt: 1. kleine Wärmedehnung, 2. eine gegenüber den bekannten, Stoffen mit kleiner Wärmeausdehnung wenig erhöhte D.ielektrizitätskonstante (to oder kleiner), 3. schwach positiver oder nahezu ausgeglichener Temperaturkoeffizient der D!ielektrizitätskonstante.
Die Isolierkörper gemäß der Erfindung eignem sich in besonderem; Maße für Induktionsspulen von, Kurzwellensehwingungskreisen. Dabei kann man in bekannter Weise den metallischen Leiter unmittelbar als, festhaftende Schicht auf den Isolierkörper auftragen oder einbrennen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE-i. Elektrischer Isolierkörper aus keramischem Stoff mit kleiner Wärmedehnung und f geringer Temperaturabhängiglwit der Dielektrizdtätskonstante! für die Halterung und, Isolierung temperaturunabhängiger Schwingungskreise und ähnlicher Einrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß er im wesentlichen, aus einem aus den Komponenten Mg 0-A12 03-S1 02-T1 02 zusammengesetzten Gemisch besteht, das höchsItens 35 Gewichtsprozent Ti 02 enthält und in dem das Mengenverhältnis des Mg0-Anteils zum A12Os-Anteil. nj vischen 3 : 2 und i : 9 Biegt.
2. Elektrischer Is!alierkörpernach hAnspmuchi, dadurch gekennzeichnet, daß das Mengenverhältnis des Mg 0-Anteils zum Al. 0.-Anteil zwischen; i : 2 und) i : 6 liegt.
3. Elektrischer Isolierkörper nach `Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das A1203 in Gestalt eines Minerals mit geringem Si 0.-Anteil, als der Tonsubstanz entspricht, in das Gemisch eingeführt ist. q-.
Elektrischer Isolierkörper nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß dass A,l@ 03 für nicht an Kieselsäure gebundener Form, in, das Gemisch eingeführt ist.
5. Elektrischer Isolierkörper nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Ti 02 in dem Gemisch teilweise oder völlig durch Zr02 ersetzt isst.