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Publication number: DEP0003842MA
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BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Tag der Anmeldung: 17. Februar 1941 Bekanntgemacht am 26. Juli 1956 Registration date: February 17 , 1941. Advertised on July 26, 1956

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

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, undA porous ceramic material is already known, which is used in particular as an insulating material for high-frequency purposes serves. This insulating material consists of pure, sinterable oxides, oxide compounds or silicates, which, however, are not burned to the point of dense sintering. Due to the porosity of this material results for this one smaller dielectric constant than the densely sintered material would have, and

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. . ' ■..-.■..■ίο This dielectric constant is between the .dielectric constant. the air and those of the densely sintered ceramic material. The pores of such a substance consist of extraordinarily fine capillaries, whose. Size order essentially from the grain fineness of the Particles, and their packing density depends. It has been shown that these capillaries are very surface-active are and strive; humidity to suck in more or less, and to hold on, which is not desirable for high frequency purposes. These disadvantages are balanced by one coarse-pored) dielectrically low-loss insulating material which, according to the invention, consists of a tightly fired ceramic mass, which consists of the liquid. Condition by blowing air into one, resistant to drying and firing Foam is transformed. . '■ ..-. ■ .. ■

. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung enthält die in Schaum verwandelte flüssige keramische Masse etwa 5% Verfestigungsmittel,. According to a further embodiment of the invention, the liquid which has been converted into foam contains ceramic mass about 5% solidifying agent,

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P 3842 VIII dl 21 cP 3842 VIII dl 21 c

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:'^;"like ζ. Β. Dextrin, starch, gum arabic or bentonite. This mass makes you extraordinary. ... high air content, which is evident from the fact that, for example, about 200 cm ^{3 of} bulk liquid can fill a volume of 'not less than 10 1'. The mass foam can be in. Paint, dry and burn shapes. It is particularly advantageous to. To dry foam on planks in a thin layer and then to transform it into mass grains by rubbing through a coarse sieve, each of which is very porous. This granular material can, for example after being poured into the sagging capsules customary in ceramic production, until its solid components are fired until they solidify and become impervious man, the material in appropriate refractory forms. ^: There are then solid fittings with corresponding dimensions reduced by the shrinkage. From the, special dimensions of the steatite group. (Group Hb 2 according to DIN 40 685) is obtained in this way. Insulating materials with a dielectric constant of. only 1.5 to 2.5 and a dielectric loss angle of 1.5 ~ ⁴ to 2.5 · io " ^4. Ceramic materials containing titanium dioxide (rutile) can also be transformed into a foam in this way. The new material is particularly suitable as an insulating material for high frequency purposes. The numerous and relatively coarse pores, which are very evenly distributed in it, give the material a foam-like structure with numerous, air-filled areas, which are separated from one another by thin walls made of the densely sintered ceramic material. This material does not have any particular capillary activity. In contrast to the previously mentioned and already known, porous material with greater capillary activity, it does not absorb moisture from the air on its surface for example 90% relative humidity has an equally low dielectric loss angle as the por enless material of which its solid parts are made. Due to the gradation of the pore content, any desired dielectric constant values can be obtained for the new material. It is also possible to build up the material from layers of different pore content ... and thus graduated dielectric constants. For example, a layer of pore-free magnesium syrates with a dielectric constant of 6.5 can be produced, which can be closed by layers with a relatively small pore space, for example by adding burn-out materials such as charcoal, cork flour. Fire in the affected area. Layer can be generated, further layers of a relatively low-pore and. thereon to connect layers of a highly porous foam, so> that the dielectric constant of the thus prepared Sxhichtkorpersy ^ zCiBJ · \ decreases from 6.5 to 1.5. Using | containing titanium dioxide (rutile) Ceramic materials can also be used to _{achieve high:} iD; i, öiektÄz: ity constants in any gradation |; <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.The foaming of the liquid ceramic As already noted, mass is brought about by blowing in air, that of the iMasse., ^; «Bainite With the help of more or less fine-pored filter candles or through finely perforated metal sheets, sieves are fed will. However, the foam can also be generated by any chemical reaction associated with is associated with gas evolution.

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.For example, the liquid ^ceramic: mass feitfvertqilte.riMetallstaub are attached, forms the iriit.dem W $ .sserkder mass or with the acid hydrogen contained therein in the form of fine Glasbläsehen. A metal powder is expediently selected that does not impair the properties of the fired product. In the production of a foamed magnesium silicate, for example, magnesium, aluminum or zinc in powder form is chosen as a gas-evolving additive.

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.The new material is preferably used as an insulating material suitable in cases where a low dielectric constant and a 9 ° low dielectric loss angle is important, for example for the insulation of high-frequency lines. But it can also be used as an insulating material at low frequencies and then consist of porcelain, for example in this case the dielectric losses do not play a decisive role. Furthermore can the new ceramic material also as a filler, heat insulating material, reaction carrier, carrier for catalytically active contact masses, distribution 1 ° » means for gas or liquid flows and the like. Chemical and general uses Use technology. The new material can be drilled, sawed, turned after Process the finished firing well.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Uniformly coarsely porous, dielectric comparable »» loss of poor insulation material for high frequency purposes, characterized in that it consists of a tightly fired ceramic material, the loading from the liquid state by blowing air into a when drying and firing 1- ¹ S permanent foam is transformed.

2. Insulating material according to claim i, characterized in that that the liquid ceramic mass transformed into foam is about 5% V, solidifying agent like starch, dextrin, rubber. aräbikum, contains bentonite.

3. Method -for the production of an insulating material according to "'Claim'1' or '' 2, characterized" - 'indicates that the' dried foam, preferably - preferably by rubbing through 'em sieve, granulated or powdered and in grain'-'or

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P 3842 VIIId/21cP 3842 VIIId / 21c

Powder form is burned in refractory capsules.

4. A method for producing insulating fittings from an insulating material according to claim ι or 2, characterized in that the dried foam, preferably through Rub through a sieve, granular or powdered and after pouring into refractory Container of the desired shape (firing forms) is fired.

5. A method for producing insulating fittings according to claim 4 with layers stepped dielectric constant, characterized in that the firing forms with different layers of foam Pore content .charged,

6. Insulating material according to claim 1 and 2, ge ' characterized by its use as insulation for high-frequency lines between Conductor and shield.