DE759477C

DE759477C - Application of the per se known method of aligning powdery particles by means of an electric field for the production of ribbon-shaped capacitor dielectrics

Info

Publication number: DE759477C
Application number: DES129036D
Authority: DE
Inventors: Hermann Dr-Ing Zauscher
Original assignee: Siemens and Halske AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens and Halske AG; Siemens Corp
Priority date: 1937-10-07
Filing date: 1937-10-07
Publication date: 1954-03-08

Description

Anwendung des an sich bekannten Verfahrens der Ausrichtung von pulverförmigen Teilchen durch ein elektrisches Feld auf die Herstellung von bandförmigen Kondensatordielektriken Man hat zur Erzielung großer Kapazitätswerte bereits vorgeschlagen, dem Kondensatordielektrikum Stoffe besonders hoher Dselektrizitätskonstante zuzusetzen. So hat man z. B. Rutil, eine Modifikation von Titandioxyd., mit Imprägniermitteln vermischt oder es in Papier- oder Kunstfolien eingelagert oder es keramischen Massen zu:-gesetzt, in; dem Biestneben, die durch den dielektrischen Stoff gegebene D!iel.ekbrizitätskonstante durch den Zusatz von Rutil zu erhöhen, Es hat sich nun herausgestellt, daB diese Dielektrika in ihrem Diel,ektrizität6konstantenwent teilweise etwas versichieden ausfallen, obwohl die Herstellungsweise und die stoffliche Zusammensetzung die gleichen sind. Der Grund hierfür, der zu, der vorliegenden Erfindung geführt hat, ist der, daB die fein unterteilten Stoffe hoher Dielektrizictätskonstante vollständig wahllos angeordnet sind. Die kleinen Kristalle werden so, wie sie zufällig in dem, M.ischdielektrikum gehalten werden, in ihrer Lage fixiert, wodurch sich eine beliebige Achsrichtung jedes, einfzelnen Kri.stalles ergibt. Da die Kristalle aber je nach ihrer Achsrichtung einer mehr oder weniger große Dielektrizitäbskons:tante aufweisen, erzielt man nur eine mittlere Dielektrizifiätskonstante, wenn man annimmt, daB die möglichen Achsrichtungen in gleicher Anzahl vertreten sind. Es können sich somit durch zufällig bevorzugte Achseinstellungen des Hauptteiles der Kristalle Verschiedenheiten in den Werten de ls Die@lektrikums ergeben.Use of the known method of aligning powdery Particles caused by an electric field on the production of ribbon-shaped capacitor dielectrics It has already been proposed to use the capacitor dielectric to achieve large capacitance values Add substances of particularly high dielectric constant. So one has z. B. rutile, a modification of titanium dioxide., mixed with impregnating agents or in paper or art foils stored or ceramic masses to: -set, in; next to the beast, the dielectric constant given by the dielectric material through the To increase the addition of rutile, it has now been found that these dielectrics in your hallway, electricity constants may sometimes be a bit different, although the production method and the material composition are the same. The reason for this, which has led to the present invention, is that the finely divided materials with a high dielectric constant are completely indiscriminate are arranged. The small crystals are just as they happen to be in the, mixed dielectric are held, fixed in their position, creating any axial direction every single crystal stable results. Since the crystals, however, depend on their axial direction having a more or less large dielectric constant is only achieved is an average dielectric constant if one assumes that the possible axis directions are represented in the same number. It can thus Differences due to randomly preferred axis settings of the main part of the crystals in the values of the ls die @ lectric.

Es ist nun andererseits bekanntgeworden, bei der Vereinigung von dielektrischen und Belegungsschichten Spannungsfelder in Anwen:dung zu bringen, um ein einschlußfreies, festes Aneinanderhaften der Schichten zu gewährleisten. Auch hat man flüssiges Isoliermaterial der Einwirkung eines Spannungsfeldes unterworfen, um Luftblasen und sons@tige Verunreinigung auszutreiben. Schließlich hat man auch zur Herstellung piezo- oder pyroe lektrischer Körper den Aufbaustoff zerkleinert und ihn in Pulverform der Einwirkung eines Spannungsfeldes ausgesetzt, damit eine Ausrichtung der Partikel stattfindet. In diesem ausgerichteten Zustand werden die Partikel dann durch Druck, Hitze oder auch durch Anwendung eines Bindemittels miteinander verfestigt..On the other hand, it has now become known in the association of dielectric and covering layers to apply stress fields in order to achieve an inclusion-free, to ensure that the layers adhere firmly to one another. You also have liquid insulating material subject to the action of a tension field, around air bubbles and other contamination to drive out. Finally, one also has piezo or pyroe lectric for the production Body crushed the building material and put it in powder form under the action of a tension field exposed so that an alignment of the particles takes place. In this aligned The particles are then subjected to pressure, heat or the application of a state Solidified with each other.

Dieses letztgenannte Verfahren macht sieh die vorgenannte Erfindung bei der Fertigung von bandförmigen Kondensatordielektriken mit darin eingebrachten, eine Erhöhung der Dielektrizitätskonstante verursachenden Partikeln zunutze, um die Stoffe hoher Dielektrizitätskonätante m.it ihrer Achse größter Dielektrizitätskonstante senkrecht zu den Belägen anzuordnen. Dies bezweckt nicht nur die Vermeidung von Schwankungen in den elektrischen Werten, sondern gleichzeitig auch die Erzielung einer höheren Kapazität.This latter method makes the aforesaid invention in the production of ribbon-shaped capacitor dielectrics with incorporated therein, use an increase in the dielectric constant causing particles to the substances of high dielectric constant with their axis of greatest dielectric constant to be arranged perpendicular to the coverings. This is not just about avoiding Fluctuations in the electrical values, but at the same time the achievement a higher capacity.

Durch diese Ausrichtung der Kristalle bzw. der Partikel der Stoffe hoher D:ieleIztrizitätskonstante durch ein elektrisches Feld erzielt man eine Parallelität aller Achsen größter Dielektrizitätskonstante in Richtung des Feldes. Das Feld wird zweckmäßigerweist dann in Anwendung gebracht, wenn die Teilchen hoher Dielektrizitätskonstante be-,veglich l sind und die Möglichkeit haben, seich auszurichten, d. h. es muß z. B. bei der Herstellung von Kunstfilmen- am vorteilhaftesten während des Gießvorganges in - Anwendung kommen, i und zwar derart, daß die Achsen größter Dielektrizitätskonstante auf den später mit dem Dielektrikum zusammenarbeitenden Belägen senkrecht stehen, bei einem Film also senkrecht zu dessen Fläch,eti. Bei beschwerten Papieren z. B. erfolgt sinngemäß die Ausrichtung, während sich das Papierband auf denn Sieb der Papiermaschine befindet.This alignment of the crystals or the particles of the substances with a high dielectric constant through an electric field results in a parallelism of all axes of the greatest dielectric constant in the direction of the field. The field is expediently brought into use when the particles of high dielectric constant are adjustable and have the possibility of aligning themselves, ie it has to be e.g. B. it in the manufacture of Kunstfilmen- on vorteilhaftesten during the casting operation in - coming application i in such a way that the axes of greatest dielectric constant perpendicular to the later cooperating with the dielectric coverings, in a film that is, perpendicular to its Pl, eti . For weighted papers z. B. is done analogously while the paper tape is on the wire of the paper machine.

Die Ausrichtung durch das elektrische Feld kann bei. kugelförmigen Kristallen erfolgen, Nvenn diese eine bevorzugte Achse mit hoher Dielektrizitätskonstante haben. Isotrope Kristalle, die in allen Richtungen gleiche DieIektrizitätskonstante haben, können gleichfalls ausgerichtet werden, wenn sie stäbchenfö einig ausgebildet sind. Diese Kristallform ergibt an sich bereits im Vergleich zu kugelförmigerl Kristallen in einem beliebig hergestellten Mischdielektrikum eine wesentlich erhöhte Dielektrizitätskonstante. So verhält :ich bei einem Mischdielektrikum von 30 Volumprozent Rutil, die in eine Grundsubstanz der D:ielektrizitätskonstante 5 eingebettet sind, die Dielektrizitätskonstante von kugelförmigen zu stäbchenförmigen Teilchen wie 12:20, im Falle des, Zusammenfallens von dielektrischer und Stäbchenachse sogar von 12 : 27.Alignment by the electric field can be at. spherical crystals if they have a preferred axis with a high dielectric constant. Isotropic crystals, which have the same dielectric constant in all directions, can also be aligned if they are rod-shaped. This crystal shape in itself results in a significantly increased dielectric constant in comparison to spherical crystals in any mixed dielectric. Behaves: I in a mixed dielectric 30 volume percent rutile, in a basic substance of D: ielektrizitätskonstante 5 are embedded, the dielectric constant of spherical to rod-shaped particles, such as 12:20, in the case of, collapse of dielectric and chopsticks axis even from 12: 27 .

Claims

PATE NTa`s11aLCH: Application of the process known per se of aligning powdery particles by means of an electric field and then defining them for the production of ribbon-shaped capacitor dielectrics, e.g. B. art films or paper with introduced therein, a dielectric constant increase causing particles, z. B. finely divided titanium dioxide. To distinguish the subject matter of the invention from the state of the art, the following publications were taken into account in the grant procedure: German patent specifications No. 564885, 630 700; French Patent No. 719 958; U.S.: @ .- Patent Specification No. 1,781,033.