DE969788C

DE969788C - Verfahren zur Herstellung von duennen keramischen Scheiben

Info

Publication number: DE969788C
Application number: DE1951P0006786
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Heinz Gesch; Josef Moellers
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1951-12-21
Filing date: 1951-12-21
Publication date: 1958-07-17

Description

Verfahren zur Herstellung von dünnen keramischen Scheiben Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von dünnen keramischen Scheiben, insbesondere mit einer Dicke von weniger als 0,5 mm, vorzugsweise für Scheibenkondensatoren, wie sie an sich in großer Anzahl und vielfältiger Ausführungsform in der Hochfrequenztechnik im Gebrauch sind. Derartige Scheibenkondensatoren bestehen im wesentlichen aus einem keramischen Plättchen, dessen Werkstoffeigenschaften entsprechend dem jeweiligen Verwendungszweck ausgewählt sind, wobei insbesondere Verlustarmut bei Hochfrequenz bzw. Ultrahochfrequenz und gegebenenfalls eine hohe Dielektrizitätskonstante im Vordergrund stehen.
Derartige keramische Scheibenkondensatoren werden üblicherweise derart hergestellt, daß man speziell bei einer Wandstärke des fertigen Keramik-. plättchens von etwa o, i 5 bis 5 mm ein geeignetes keramisches Rohmaterial in Stahlmatrizen einfüllt und unter Anwendung eines Druckes von beispielsweise etwa 5oo bis iooo kg/cm2 trocken verpreßt. Es sind auch Verfahren bekanntgeworden, um noch dünnere Keramikscheiben herzustellen, und zwar von etwa o,i bis o,2 mm Dicke, indem man Masseschlicker auf Folien aus Kunststoffen gießt. In beiden Fällen werden nach der Formgebung der Keramikplatten diese einem geeignetenTrocknungsprozeß unterworfen, sodann gesintert und schließlich mit Metallbelegen versehen, die meistens aus einem dünnen Silberniederschlag bestehen. Es gilt als zweckmäßig, den Silberniederschlag bei einer höheren Temperatur einzubrennen. Auf die versilberten Scheiben werden alsdann Armaturen für die elektrischen Anschlüsse aufgelötet. Außerdem ist ein Verfahren zur Herstellung von dünnen Plättchen aus keramischer Masse bekannt, bei dem eine dem fertigen keramischen Körper entsprechend gebildete Form aus saugfähigem Filtrierpapier mit keramischem Masseschlicker getränkt, getrocknet und dann gebrannt wird. Auch hat man bereits ein Verfahren zur Herstellung von keramischen Scheibenkondensatoren angewandt, bei welchem eine Art keramischer Masseschlicker auf ein endloses Förderband fließt; auf dem er getrocknet und dann in gewünschte Abschnitte zerteilt wird. Nach diesem Verfahren hergestellte keramische Scheiben weisen aber keine homogene Struktur auf, so daß ihre dielektrischen Verluste groß sind und sie somit als Dielektrikum für Kondensatoren nicht geeignet sind.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung derartiger keramischer Scheiben, wobei zunächst die keramische Masse in halbfeuchter, plastischer Form in an sich bekannter Weise mittels einer Strangpresse od. dgl. in Form eines dünnwandigen Röhrchens gespritzt und das Röhrchen sodann in der Längsrichtung aufgeschnitten und zu einem Band flachgelegt bzw. flachgedrückt wird, aüs dem Scheiben in gewünschter Forni und Größe ausgestanzt werden. Nach diesem Verfahren lassen sich mit Vorteil Keramikscheiben mit einer Dicke von weniger als 0,5 mm herstellen. Das Verfahren nach der Erfindung weist insbesondere den Vorteil auf; daß die damit erzielte keramische Masse in ihren elektrischen Werten merklich besser ist, verglichen mit den bisher nach bekannten Verfahren hergestellten Kondensatoren. Bei dem üblichen Preßverfahren ist die Gefahr nicht ausgeschlossen, daß innerhalb des im allgemeinen in Pulverform in die Stahlmatrizen eingefüllten Rohmaterials gewisse kleine Luftmengen enthalten sind, die während des einfachen Preßvorganges in der Masse verbleiben und demnach Lufteinschlüsse bilden, die die elektrischen Eigenschaften des fertigen keramischen Materials, insbesondere die Dielektrizitätskonstante verschlechtern müssen. Dies fällt besonders ins Gewicht bei den neueren keramischen Massen mit sehr hoher Dielektrizitätskonstante.
Derartige Lufteinschlüsse sind bei einem Verfahren nach der Erfindung weitgehend vermieden, insbesondere wenn die Masse in einer Vakuumpresse evakuiert wird, bevor sie in der Strangpresse verarbeitet wird. Die Erfahrung hat gezeigt, daß auf diese Weise ein ungewöhnlich gutes keramisches Material erhalten wird.
Ein weiterer Vorteil des Verfahrens nach der Erfindung ist darin begründet, daß sich hierbei leichter eine laufende Fertigung erzielen läßt. Es ist ohne weiteres möglich, sehr hohe Stückzahlen mit großer Geschwindigkeit herzustellen. So könnte ohne weiteres eine etwa zehnmal höhere Leistung als nach dem alten Verfahren erreicht werden.
Die Erfindung wird im nachstehenden an Hand eines Ausführungsbeispieles im einzelnen beschrieben.
Eine keramische Masse geeigneter Zusammensetzung wird zu einem feuchten, aber nur mehr plastischen Brei angerührt und einer Evakuiereinrichtung sowie einer Strängpresse zugeführt, die sie in Form eines dünnwandigen Röhrchens verläßt. Dieses Röhrchen wird längs einer Mantellinie aufgeschnitten und flachgedrückt, was beispielsweise durch entsprechende Ansätze vor der Spritzdüse der Strangpresse geschehen kann. Eine Schneidkante vor der Spritzdüse sorgt in diesem Fall für das Aufschneiden des Röhrchens, Lind eine daran anschließende, gegebenenfalls mit der Schneidkante vereinigte Führungsvorrichtung bewirkt ein Flachlegen des noch plastisch verformbaren keramischen Materials. Auf diese Weise wird ein Keramikband erhalten, aus dem beispielsweise mittels kleiner Pressen, wie sie ähnlich auch in der Metallindustrie verwendet werden, Scheiben von beispielsweise runder Form ausgestanzt werden. Hierbei muß die Masse zweckmäßig so plastisch sein, daß sie sich gut stanzen läßt, darf aber nicht so feucht sein, daß sie an den Wandungen der Matrize klebt. Die so erhaltenen Scheibchen werden getrocknet und sodann auf einer Brennunterlage gesintert. Hierbei können sie sowohl liegend als auch stehend angeordnet sein, und die Brennunterlage darf mit dem Werkstoff der Keramikscheiben keine Bindung eingehen. Nach dem Sintern werden die Scheiben mit einer Silberemulsion bespritzt, und das Silber wird sodann bei Temperaturen zwischen 6oo und 85o° C eingebrannt. Auf die versilberten Scheiben werden Armaturen, beispielsweise einfache Anschlußdrähte aus verzinntem Kupfer, aufgelötet, und die so armierten Kondensatoren werden schließlich mit einem Schutzmantel überzogen, der zweckmäßig zwei Aufgaben zu erfüllen hat, nämlich eine elektrische Isolation zu bewirken und außerdem die mechanische Festigkeit der Scheiben zu erhöhen. Dieser Schutzmantel kann beispielsweise durch Eintauchen in Kunstharz hergestellt werden, oder man kann die Scheiben mit Kunststoffen umspritzen, wobei die Möglichkeit besteht, die Beschriftung der Kondensatoren mit einzupressen.
Es hat sich gezeigt, daß insbesondere bei extrem geringen Wandstärken das Spritzen von Röhrchen vorteilhafter ist als das Spritzen von Platten. Es scheint, daß sich hierbei leichter eine gleichmäßige Verteilung der keramischen Masse auf den Umfang des Röhrchens während des Spritzvorgangs erzielen läßt, so daß trotz der geringen Wandstärke ein homogenes Material erhalten wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: r. Verfahren zur Herstellung von dünnen keramischen Scheiben, insbesondere mit einer Dicke von weniger als 0,5 mm, vorzugsweise für Scheibenkondensatoren, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst eine keramische Masse in halbfeuchter,'- plastischer Form in an sich bekannter Weise mittels einer Strangpresse od. dgl. in Form eines dünnwandigen Röhrchens gespritzt und das Röhrchen sodann in der Längsrichtung aufgeschnitten und zu einem Band flachgelegt bzw. flachgedrückt wird, aus dem Scheiben in gewünschter Form und Größe ausgestanzt werden. a. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die keraniische Masse vor dem Einführen in die Strangpresse od. dgl. in einer Evakuierungseinrichtung entlüftet wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 6o6 198, 6884i7, 699 664; schweizerische Patentschrift Nr. 1115 1 6; Zeitschrift »Journal of the American Ceramic Society«, i. B. 47, S. 237 bis a39.