DE499604C

DE499604C - Elektrischer Isolierkoerper aus kristallinischen Stoffen

Info

Publication number: DE499604C
Application number: DEJ37731D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1925-07-16
Filing date: 1925-07-16
Publication date: 1930-06-10

Description

Elektrischer Isolierkörper aus kristallinischen Stoffen Es ist bekannt, daß beim Durchgang eines elektrischen Stromes durch dielektrische Kristalle bei einer Spannung von etwa io ooo Volt oder mehr der Kristall eine PolymeTisation erfährt, wobei die EMK . der Polari.-sation die Größe des angelegten Potentials, erreicht. Versuche haben gezeigt, daß sich die Polarisation nur auf sehr dünne Schichten unter o,oi mm Dicke erstreckt, die an die angewendete Kathode grenzen, während die Dicke des Dielektrikums die Polarisationserscheinungen nicht beeinfiußt.
Untersuchungen haben in unerwarteter Weise gezeigt, daß außer den dielektrischen Kristallen sich auch kristallinische Stoffe in gleicher Weise verhalten. Gemäß der Erfindung wird diese Tatsache zur Herstellung hochdurchschlagsfester Isolierkö@eer in der Weise ausgenutzt, daß man mehrere Schichten mit o,oi mm Dicke aus kristallinischen Isolierstoffen mit leitenden Schichten, z. B. Metallschichten, abwechseln läßt. Man erhält auf diese Weise einen Isolierkörper, dessen Durchschlagsfestygkeit proportional der Gesamtschichtdicke ansteigt, im Gegensatz zu homogenen Isolierstoffen, bei welchen die Durchschlagsfestigkeit eine Funktion der Schichtdicke ist. Die Ursache dieser Erscheinung ist offenbar darin zu suchen, daß es innerhalb der einzelnen Isolierschächten nicht zur Ausbildung von Ionenlawinen kommen kann, weil die Schichtdicke der Isolierschichten in der Größenordnung der mittleren freien Weglänge der Ionen liegt. Anscheinend wird der Übergang von Ionen bzw. Elektronen von einer Schicht des Dielekt rikums in eine andere durch die dazwischenliegenden Metallschichten gehemmt und :so die Ausbildung der zum Durchschlag führenden Elektronenlawinen unmöglich ;gemacht. Als Ausgangsstoffe eignen sich insbesondere Calciumcarbonat, Aluminiumphosphat oder Aluminiumoxyd, die gegebenenfalls mit geeigneten Bindemitteln verarbeitet werden. Ferner kommen als Dielektrikum Zement oder ähnliche Stoffe in Betracht.
Der Isolierstoff gemäß der Erfindung kann vorteilhaft zur Herstellung von Isolierkörpern, Hochspannungsakkumulatoren, Kondensatoren verwendet werden. Er kann auch als Dielektrikum dienen bei Apparaten zur Erzeugung großer elektrostatischer Anziehungskräfte.
Wenn man aus dem Isolierkörper gemäß der Erfindung einen Hochspannungsakkumulator herstellen will, so hat man nur nötig, die Metallschichten abwechselnd miteinander zu verbinden, so daß zwei Gruppen. von Metallzwischenlagen entstehen. Nach dem Aufladen des so hergestellten Akkumulators, vorteilhaft bei einer Temperatur von über i oo° C bei Hochspannungen von einigten. zehntausend Volt, kann man. den größtem. Teil: der aufgespeicherten Elektrizitätsmenge wieder erhalten, und zwar bei einer allmählich vom Maximalwert des angelegten Potentials bis Null abfallenden. Spannung. Die Größe der aufzuspeichernden Elektrizitätsmenge hängt von den Eigenschaften des Dielektrikums, der Schichtzahl und Schichtdicke ab.
Belegt man eine Hochspannungsleitung- je nach der Größe der Spannung mit einer dielektrischen Schicht, deren :äußerer Metallbelag geerdet ist, so kann man das äußere elektrische Feld der Leitung vernichten und die Leitung vor elektrischen Entladungen sowie Kurzschlüssen schützen. Ein in der beschriebenen Weise mit einer Isolierschicht umgebenes Leitungsstück kann auch als Hochspannungskondensator verwendet werden.
Da die elektrostatischen Anziehungskräfte zwischen den Metallschichten sehr groß sind, so kann. man den Isolierkörper gemäß der Erfindung zur Erzeugung großer Kräfte auf elektrostatischem Wege verwenden.
Zur Herstellung der Isolierschichten gemäß der Erfindung kommen u. a. folgende Verfahren in Betracht: i. das abwechselnde Auftragen von dielektrischen und Metallschichten durch Sublimation im Vakuum oder in einem Gase, das mit dem Metall nicht reagiert oder mit dem Metall sich zu dem gewünschten Niederschlag verbindet; 2. Elektrolyse, gegebenenfalls mit Herbeiführung einer nachträglichen Reaktion; 3. kathodische oder mechanische Zerstäubung (Spritzverfahren); q.. Ausscheidung aus einer Lösung; 5. andere Prozesse, die genügend dünne Schichten ergeben, z. B. Pressen, Walzen.

Claims

PATRNTANSPRÜCHE: i. Elektrischer Isolierkörper aus kristallinischen Stoffen, insbesondere zur Herstellung von Hochspannungsakkumulatoren und -kondensatoren, :dadurch gekennzeichnet, daß er Schichten unter o,oi mm Dicke enthält, die durch gut leitende Schichten, z. B. Metallschichten, voneinander getrennt sind. -
2. Isolierkörper nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgangsstoffe Calciumcarbonat, Aluminiumphosphat, Aluminiumoxyd unter Zusatz von Bindemitteln. oder Zement dienen.
3. Die Anwendung des Isolierstoffes nach Anspruch i oder 2 zur Herstellung von Hochspannungsisolatoren, elektrischen Kondensatoren und Apparaten zur Erzeugung .großer elektrostatischer Anziehungsknäfte. q.. Die Anwendung des Isolierstoffes nach Anspruch i oder 2 zur Sicherung von Hochspannungsleitungen oder Hochspannungskondensatoren gegen Entladung und Kurzschluß derart, daß sie je nach ihrer Spannung mit einer oder mehreren Isolierschichten unter o,oi mm Dicke und dazwischenliegenden Metallschichten unter Erdung des äußeren Metallbelages ganz oder teilweise bedeckt werden.