DEP0003842MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 17. Februar 1941 Bekanntgemacht am 26. Juli 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Es ist bereits ein poröser keramischer Werkstoff bekannt, der insbesondere als Isolierstoff für Hochfrequenzzwecke dient. Dieser Isolierstoff besteht aus reinen, sinterf ähigen Oxyden, Oxydverbindungen oder Silikaten, die jedoch nicht bis zur Dichtsinterung gebrannt sind. Infolge der Porosität dieses Werkstoffes, ergibt sich für diesen eine kleinere Dielektrizitätskonstante als sie der dichtgesinterte Werkstoff an sich haben würde, und

ίο zwar liegt diese Dielektrizitätskonstante zwischen der .Dielektrizitätskonstante . der Luft und derjenigen des dichtgesinterten keramischen Stoffes. Die Poren, eines derartigen Stoffes bestehen aus außerordentlich feinen Kapillaren, deren. Größen-Ordnung im wesentlichen von der Kornfeinheit der Teilchen, und ihrer Packungsdichte abhängt. Es hat sich gezeigt, daß diese Kapillaren sehr oberflächenaktiv sind und das Bestreben haben; Feuchtigkeit mehr oder weniger anzusaugen, und festzuhalten, was für Hochfrequenzzwecke nicht erwünscht ist. Diese Nachteile werden durch einen gleichmäßig grobporigen) dielektrisch verlustarmen Isolierstoff vermieden, der erfindungsgemäß aus einer dichtgebrannten keramischen Masse besteht, die aus dem flüssigen. Zustand durch Einblasen von Luft in einen, beim Trocknen und Brennen beständigen Schaum verwandelt ist. . ' ■..-.■..■

. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung enthält die in Schaum verwandelte flüssige keramische Masse etwa 5% Verfestigungsmittel,

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wie ζ. Β. Dextrin, Stärke, Gummiarabikum oder Bentonit. Diese Masse weist einen außerordentlich. .. ..hohen· .Gehalt .an Luft auf, was daraus hervorgeht, daß beispielsweise aus etwa 200 cm³ Masseflüssigkeit einiiRauminhalt.von,nicht weniger als 10 1 auegefüllt werden kann'. Der Masseschaum läßt sich in . Formen streichen, trocknen, und brennen. Besonders vorteilhaft ist es, den. Schaum auf Planken in dünner Schicht zu trocknen und anschließend unter Hindurchreiben durch ein grobes Sieb in Massekörner zu verwandeln, von, denen jedes stark porenhaltig ist. Dieser gekörnte Werkstoff kann, beispielsweise nach Einfüllen, in die bei der keramischen Fertigung üblichen Brennkapseln bis zur Verfestigung und Dichtsindörung· seiner, festen Bestandteile gebrannt werdend Sollen'^bestimmte Formen, wie beispielsweise zylindrische oder kegelstumpfförmige Körper oder Platten, erzeugt werden, so* brennt man, den Werkstoff in entsprechenden feuerfesten Formen. ^:Es ergeben sicn dann feste Formstücke mit entsprechenden, durch die ei nt reitendei Schwindung verkleinerten, Abmessungen. Aus den, Sondermassen der Steatitgruppe. (Gruppe Hb 2 nach DIN 40 685) erhält man auf diese .Weise Isolierstoffe mit einer Dielektrizitätskonstante von. nur 1,5 bis 2,5 und einem dieiektrischen, Verlustwinkel 1,5 ■ io~⁴ bis 2,5 · io"⁴. Auch titandioxyd- (rutil-) haltige keramische Werkstoffe lassen sich auf diese Weise in einem Schaum, verwandeln. Der neue Werkstoff eignet sich besonders als Isolierstoff für Hochf requenzzwecke. Die in ihm sehr gleichmäßig verteilten zahlreichen und verhältnismäßig groben Poren verleihen, dem Werkstoff ein, schaumartiges Gefüge mit zahlreichen, lufterfüllten Stellen, die durch dünne Wände aus dem dichtgesinterten keramischen Werkstoff voneinander getrennt sind. Eine besondere Kapillaraktivität ist bei diesem Werkstoff nicht vorhanden, Er nimmt daher im Gegensatz zu. dem eingangs erwähnten und bereits bekannten, porösen Werkstoff größerer Kapillaraktivität an seiner Oberfläche keine Feuchtigkeit aus der Luft auf. Bei Beanspruchung mit Hochfrequenz ergibt er daher selbst in feuchter Luft bis beispielsweise 90% relativer Luftfeuchtigkeit einen ebenso· niedrigen, dielektrischen Verlustwinkel wie der porenlose Werkstoff, aus dem seine festen, Teile bestehen. Durch, die Abstufung des Porengehaltes können, beliebige Werte der Dielektrizitätskonstante für den neuen Werkstoff erhalten, werden. Auch ist es möglich, den Werkstoff aus Schichten verschiedenen, Porengehaltes ..und damit gestufter Dielektrizitätskonstante aufzubauen. Beispielsweise läßt sich eine Schicht aus pörenfreien Magnesiumsirikaten mit der Dielektrizitätskonstante 6,5 herstellen, an, die sich Schichten mit verhältnismäßig geringem Porenraum arischließen, der beispielsweise durch Beifügen, von Ausbrennstoffen,, wie Holzkohle, KorkmehX während-des. Brandes in der betreffen^ den. Schicht erzeugt sein kann, Daran können sich weitere Schichten eines verhältnismäßig porenarmen und. darauf -Schichten, eines porenreichen Schaumes anschließen, so> daß die Dielektrizitätskonstante des so hergestellten, Sxhichtkorpersy^zCiBJ· \ von 6,5 bis auf 1,5 abnimmt. Unter Verwendung titandioxyd- (rutil-) haltige| keramischer Werkstoffe lassen sich auch hohe_:iD;i,öiektÄz:itätskonstanten in beliebiger Stufung erre|;<ih^Pi:'^;"

Das Aufschäumen der flüs&igeh keramischen Masse wird, wie bereits bemerkt, durch Einblasen von Luft herbeigeführt,, die der iMasse.,^; «Bainit Hilfe mehr oder weniger feinporiger Filterkerzen oder durch feingelochte Bleche, Siebe zugeleitet wird. Der Schaum kann jedoch auch durch irgendeine chemische Reaktion erzeugt werden, die mit einer Gasentwicklung verbunden ist.

Beispielsweise kann der flüssigen keramischen ^: Masse feitfvertqilte.riMetallstaub !beigefügt werden, der iriit.dem W$.sserkder Masse Bzw. mit der darin enthaltenen Säure Wasserstoff in Form feiner Glasbläsehen bildet. Zweckmäßig wird dabei ein solches Metallpulver gewählt, das die Eigenschaften des gebrannten'Erzeugnisses nicht beeinträchtigt. Bei der Herstellung eines schaumfamiigen Magnesiumsilikates wird ■ daher ' beispielsweise Magnesium, Aluminium oder Zink in Pulverform als gasentwickelnder Zusatzstoff gewählt.

Vorzugsweise ist der neue .Werkstoff als Isolierstoff in solchen Fallen geeignet, in denen es auf eine niedrige Dielektrizitätskonstante und einen 9°· geringen dielektrischen Verlustwinkel ankommt, wie beispielsweise zur Isolierung von Hochfrequenzleitungen. Er kann aber auch als Isolierstoff bei niedrigen Frequenzen verwendet werden und dann beispielsweise aus Porzellan bestehen, da in diesem Falle die dielektrischen Verluste keine ausschlaggebende Rolle spielen. Ferner läßt sich der neue keramische Werkstoff auch als Füllstoff, Wärmeisolierstoff, Reaktionsträger, Träger für katalytisch wirkende Kontaktmassen, Verteilungs- 1°» mittel für Gas- oder Flüssigkeitsströme u. dgl. Verwendungszwecke in der chemischen und allgemeinen Technik benutzen. Der neue Werkstoff läßt sich durch Bohren, Sägen, Abdrehen nach dem Fertigbrand gut bearbeiten.

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Gleichmäßig grobporiger, dielektrisch ver- »» lustarmer Isolierstoff für Hochfrequenzzwecke, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einer dichtgebrannten keramischen Masse besteht, die aus dem flüssigen Zustand durch Einblasen von Luft in einen beim Trocknen und Brennen be- 1-¹S ständigen Schaum verwandelt ist.

2. Isolierstoff nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die in Schaum verwandelte flüssige keramische Masse etwa 5 %' V,er-,festigühgsmittel wie Starke, Dextrin, Gummi-. aräbikum, Bentonit enthält.

3. Verfahren -zur Herstellung eines Isolierstoffes nach"'Anspruch'1' oder' '2, dadurch" ge- ' kennzeichnet, daß der 'getrocknete Schaum, vor -zugsweise durch Hindurchreiben durch' em Sieb, gekörnt oder gepulvert und in Korn'-'oder

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Pulverform in feuerfesten Brennkapseln gebrannt wird.

4. Verfahren zur Herstellung von Isolierformstücken aus einem Isolierstoff nach Anspruch ι oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der getrocknete Schaum, vorzugsweise durch Hindurchreiben durch ein Sieb, gekörnt öder gepulvert und nach Einschütten in feuerfeste Behälter gewünschter Form (Brennformen) gebrannt wird.

5. Verfahren zur Herstellung von Isolierformstücken nach Anspruch 4 mit schichtenweise gestufter Dielektrizitätskonstante, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennformen schichtenweise mit Schaum verschiedenen Porengehaltes .beschickt werden,

6. Isolierstoff nach Anspruch 1 und 2, ge-' kennzeichnet durch seine Verwendung als Isolierung für Hochfrequenzleitungen zwischen Leiter und Abschirmung.