CH306472A - Elektrischer Isolator. - Google Patents

Description

  Elektrischer Isolator.    Die Erfindung bezieht sich auf einen  elektrischen Isolator, der aus einer kera  mischen Masse mit. relativ niedrigem     Tempe-          raturkoeffizienten    der     dielektrischen    Kon  stante besteht und der sich vorzüglich als       Kondensatordielektrikum    eignet.  



  Unter Benutzung der Tatsache, dass     Ti-          tandioxyd    Und mehrere     Titanate    einen nega  tiven Temperaturkoeffizienten der     dielektri-          sehen    Konstante haben und die meisten     an-          (lern        oxydisehen    Materialien einen positiven  Temperaturkoeffizienten aufweisen, wurde  zum Beeinflussen des Temperaturkoeffi  zienten keramischer     Dielektrika    bereits     vor-          grschlagen,        Titandioxyd    oder     Tit.anate    mit  andern Oxyden, wie z.

   B.     Magnesiumoxyd,          BervIlimnoxyd,        Zirkondioxyd,    Zinndioxyd       und        Ceriunioxyd,    oder     oxydischen    Verbin  dungen, wie z. B.     Zirkonaten    und     Stannaten,     zu kombinieren. Verschiedene dieser bekannten  Kombinationen bereiten Schwierigkeiten bei       cer    Herstellung, wie z.

   B. eine hohe Sinter  temperatur oder eine kurze     Sinterstreeke,          d.        1i.    dass die Temperatur, bei welcher die       Sinterung        anfängt    und die, bei welcher die       Masse        selnnilzt,        nur    wenig voneinander     ver-          schieden    sind.

   Bei andern Kombinationen       ergibt    sich der     erwünschte    Temperaturkoeffi  zient nur     bei        niedrigen    Werten der     dielektri-          schen    Konstante. Infolgedessen besteht in der       Technik    noch     inimer    ein Bedürfnis nach neuen       Wegen        zum        Eizielen    des vorerwähnten Er  gebnisses.

      Die Erfindung bezieht sieh auf einen  elektrischen Isolator, der aus einer gesin  terten, keramischen     Masse    besteht, die 1 bis  10     Mol.o/o    Zinkoxyd, mehr als 10     Mol.o/o          Zirkondioxyd    und weiter     Titandioxyd    in einer  Menge von     wenigstens    33     i/3        Mol.o/o.    zuzüglich  des     Zirkondioxydgehalts    und höchstens       Ü   <B>-</B>     D        Mol.%        enthält.        Die        angegebenen     <RTI  

   ID="0001.0063">   Gehalte     liegen bei dem in der beiliegenden Zeichnung  dargestellten     ternären        Diagramm            Ti02-Zr02-Zn0       innerhalb des angegebenen Fünfeckes A B C  D E.  



  Die Produkte enthalten eine Verbindung  mit der     Zusammensetzung        ZrTi04,    die noch  nicht. in der Literatur     beschrieben    ist     und    die  mit dem     -.Namen        Zirkontitanat        bezeichnet     werden     kann.    Das     Zirkontitanat    ist eine       dielekt.riseh    besonders wertvolle Verbindung,  die jedoch den Nachteil hat, dass sie in rei  nem Zustande nur mit Schwierigkeiten gesin  tert werden kann.

   Die     Zirkontitauat    enthal  tenden Massen nach der Erfindung lassen  sieh     jedoeh_    in     Abhängigkeit    von dem Gehalt  an     Zirkontitanat    bei Temperaturen zwischen  1300 und     1500         dicht.sintern.    Der Tempera  turkoeffizient     (TEE)    der     dielektrisehen    Kon  stante liegt bei allen nachfolgenden Beispielen  Unter -20010-6 und die dielektrische Kon  stante     (e)    zwischen 30 und 45.  



  Die Zusammensetzungen mit einem Titan  dioxydgehalt von etwa 50     Mol.o/o    haben den      Vorteil,     dass    dabei der     Wert    der     dielek-          trisehen    Konstante (8) meistens über 35 be  trägt und der     Temperaturkoeffizient    und  der     tg8-Wert    niedrig sind. Für einige dieser    Zusammensetzungen, die in der Zeichnung  mit den     Nummern    1 bis 5 bezeichnet sind,  sind die     dielektrischen    Werte und die Sinter  temperatur in der Tabelle I angegeben.

    
EMI0002.0009     
  
    <I>Tabelle <SEP> 1:</I>
<tb>  Nr. <SEP> Zn0 <SEP> ZrO. <SEP> Ti03 <SEP> s <SEP> tgh <SEP> <U>x</U> <SEP> 104 <SEP> Temp.-koeff. <SEP> <U>x</U> <SEP> 10s <SEP> Sintertemp.
<tb>  1 <SEP> 1 <SEP> 49.25 <SEP> 49.75 <SEP> 38 <SEP> 0.9 <SEP> -114 <SEP> 1500 
<tb>  2 <SEP> 2 <SEP> 48.5 <SEP> 49.5 <SEP> 42 <SEP> 2.3 <SEP> -114 <SEP> 1500 
<tb>  3 <SEP> 10 <SEP> 40 <SEP> 50 <SEP> 40 <SEP> 3.1 <SEP> - <SEP> 50 <SEP> 1350 
<tb>  4 <SEP> 20 <SEP> 30 <SEP> 50 <SEP> 34.5 <SEP> 10.2 <SEP> - <SEP> 91 <SEP> 1300 
<tb>  5 <SEP> 30 <SEP> 20 <SEP> 50 <SEP> 35 <SEP> 2.1 <SEP> - <SEP> 89 <SEP> 1300<B>0</B>       Eine Verschiebung des     Temperatiiilzoeffi-          zienten    in positiver Richtung, wenn auch  eventuell mit einer,

       gewissen    Erniedrigung  der     dielektrischen    Konstante, kann erzielt    werden, wenn der     Masse    malimal 30     Mol.o/o     Zinndioxyd zugeführt ist. Ein     diesbezügliehes     Beispiel ist das folgende:

    
EMI0002.0017     
  
    Nr. <SEP> Zn0 <SEP> Zr0a <SEP> TiO.. <SEP> SnO@ <SEP> s <SEP> tgd <SEP> x <SEP> 10' <SEP> Temp.-koeff. <SEP> X <SEP> 10s <SEP> Sintertemp.
<tb>  6 <SEP> 10 <SEP> 30 <SEP> 50 <SEP> 10 <SEP> 40 <SEP> 3.9 <SEP> -8.8 <SEP> 1360<B>0</B>       Es     ist    auch möglich, der Masse     AIiuni-          niumoxy    d zuzusetzen, so dass der     Aluminium-          oxydgehalt    maximal gleich dem Zinkoxyd-    Behalt ist. und maximal 15     lIol. /o    beträgt.

    Ein Beispiel einer solchen Zusammensetzung  ist das folgende:  
EMI0002.0024     
  
    Nr. <SEP> Zn0 <SEP> A1.03 <SEP> Zr0z <SEP> TiO, <SEP> a <SEP> tg8 <SEP> X <SEP> 104 <SEP> Temp.-k<U>oe</U>ff<U>. <SEP> X</U> <SEP> 10s <SEP> Sintertemp.
<tb>  7 <SEP> 11 <SEP> 4 <SEP> 38 <SEP> 47 <SEP> 30 <SEP> 7.8 <SEP> -180 <SEP> 1360<B>0</B>       Zur Erniedrigung der     Sintertemperatur     können schliesslich     gewünschtenfalls    auf in  der     keramischen    Technik übliche Weise noch       Flussmittel    verwendet werden. Zu diesem  Zweck kommen z. B. in Betracht: Silikate,  wie     Bentonit,    und     Fluoride,    wie     CaF2    und       DIgF2.     



  Die Herstellung der     Dielektrika    auf     Zir-          kontitanatbasis    nach der Erfindung kann fol  gendermassen durchgeführt werden: Die  Oxyde, Verbindungen dieser Oxyde mitein  ander oder Verbindungen, die bei Erhitzung  in sie übergeführt werden können, werden,  gegebenenfalls unter Zusatz eines Flossmit  tels und     eines        herausbrennbaren        Bindemittels,     z. B. durch Mahlen in einer Kugelmühle, in    den     vorstehend    angegebenen Verhältnissen  gemischt. Die Masse wird darauf erhitzt,  wobei z.

   B. die Temperatur mit einer Ge  schwindigkeit von 500  C in der Stunde bis  auf die     Sintertemperatur    erhöht. werden kann:  darauf wird eine Stande lang bei dieser  Temperatur erhitzt und in zwei Stunden  abgekühlt.  



  Zar Verwendung bei Kondensatoren wer  den die Isolatoren     vorzugsweise        rohrförmig     hergestellt und z. B. durch Aufbrennen von  Silber mit Elektroden versehen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Elektrischer Isolator, dadurch gekenn zeichnet, dass er aas einer gesinterten, kera- mischen, Zirkontitanat enthaltenden Masse besteht, die 1 bis 40 Mol.o/o Zinkoxyd, mehr als 10 Mol.O/o Zirkondioxyd und weiter Titan- dioxyd in einer Menge zwischen 33 i/;

   , Mol % zuzüglich 1/.# des Zirkondioxydgehalts und 55 141o1.0; o enthält. UNTERANSPRÜCHE: 1. Elektrischer Isolator nach Patentan- sprueh, dadurch gekennzeichnet, dass der Titandioxydgehalt annähernd 50 Mol.o/o be trägt.

   2. Elektrischer Isolator nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Masse maximal 30 Mol.% Zinndioxyd zuge- setzt ist. 3. Elektrischer Isolator nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Masse Aluminiumoxyd zugesetzt ist, dessen Gehalt maximal gleich dem Zinkoxydgehalt ist und maximal 15 Mol.o/o beträgt. 4.

   Elektrischer Isolator nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass er ein Flussmittel enthält.