DE895894C

DE895894C - Verfahren zur Herstellung von Titanaten der Erdalkali- und anderer zwei-wertiger Metalle mit ihre Verwendung als Dielektrikum fuer Kondensatoren bzw. Schallerzeuger gestattenden Eigenschaften

Info

Publication number: DE895894C
Application number: DES5413A
Authority: DE
Inventors: Gustav Dr Phil Wagner
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1950-06-03
Filing date: 1950-06-03
Publication date: 1953-11-09
Also published as: NL74724C

Description

Verfahren zur Herstellung von Titanaten der Erdalkali- und anderer zweiwertigerMetalle mit ihre Verwendung als Dielektrikum fürKondensatoren bzw. Schallerzeuger gestattenden Eigenschaften Zur Herstellung von Titanaten, beispielsweise des Bariumtitanats, wird bisher im allgemeinen Titandioxydpulver mit einer geeigneten Bariumverbindung, insbesondere Bariumkarbonat, innig vermischt und bei etwa izoo° umgesetzt, wobei ein Bariumtitanat hoher Dielektrizitätskonstante entsteht.
Die Erfindung strebt eine Vereinfachung des Verfahrens an, verbunden mit einer Verbesserung der Bariumtitanateigenschaften. Sie schlägt vor, zur Herstellung der Titanate nicht wie bisher von T1,02 auszugehen, sondern .diesem vorher ,Sauerstoff zu entziehen und es dann mit einer Verbindung des gewünschten Metalls, z. B. Barumkarb.onat, in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre umzusetzen. Es hat sich nämlich ergeben, daß dann der Umsatz bereits bei Temperaturen unter iooo°, z. B. bei 80o°, vollständig verläuft. Dies bedeutet eine Herabsetzung der Umsetzungstemperatur um 4000, nämlich von dem sonst notwendigen Wert von i2oo auf 80o°.
Auch bei der auf die Umsetzung folgenden Sinterung erweisen sich aus TI 02 mit vermindertem Sauerstoffgehalt hergestellte Titanate den normal gewonnenen gegenüber als überlegen. Bereits bei einer Sintertemperatur von 120o°, anstatt der sonst eingehaltenen von 135o°, ergab sich z. R. ein Bariumtitanatkörper mit der Dielektrizitätskonstante 19710, während die normalen Werte um i5oo, meist darunter liegen.
Die Steigerung der Reaktionsfähigkeit durch die Verwendung des sauerstoffärmeren Ti 02 hat wahrscheinlich zwei Ursachen. Einmal entsteht das Ti 02 während der Reaktion durch Sauerstoffaufnahme, befindet sich also: in statu nascendi, d. h. in einem angeregten Zustand erhöhter Energie. Zweitens steht die Oxydationswärme, :die bei der Aufoxydation des Ti 02 frei wird, als Energieduelle am Reaktionsort zur Verfügung. Beide Faktoren wirken zusammen und vermindern die Aktivierungsenergie .der Reaktion so weit, daß, diese bei wesentlich tieferen Temperaturen vor sich geht. Das Ausmaß, in dem :der Sauerstoff dem Tit.andioxyd entzogen :sein kann, ist in weiten Grenzen veränderlich, ohne daß die :durch die Erfindung erreichte Wirkung verlorengeht. So kann der,Sauer-,stoffunterschuß bis zu etwa go °/a betragen, entsprechend einer Verbindung von der Zusammensetzung TiOa,2; jedoch wurden besonders gute Ergebnisse erzielt, wenn dem Titändioxyd nur so viel Sauerstoff entzogen wird, daß er etwa der Formel Ti 01,5 bis Ti 01,"s entspricht.
Auch der Sauerstoffgehalt der Atmosphäre, in der Umsetzung und Sinterung sich abspielen, kann weitgehend geändert werden. Es empfiehlt sich dabei, ihn um so größer zu wählen, je mehr Sauerstoff dem Titandioxydpulver entzogen ist. An Stelle oder zusätzlich zur sauerstoffhaltigen Atmosphäre können auch andere, bei den in Frage kommenden Temperaturen sauerstoffabgebende Stoffe, z. B. Superoxyde, verwendet werden, indem der Mischung etwas Bariumsuperoxyd beigegeben wird. Unter Umständen empfiehlt es sich, unter Verwendung von reduziertem Titandioxyd und einer geeigneten Verbindung eines zweiwertigen Metalls, z. B. Bariumkarbonatpulver, in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre und/oder in Gegenwart sauerstoffabgebender Stoffe, z. B. Bariumsuperoxyd, .durch Umsetzung der Ausgangsstoffe hergestellten Präparaten durch Behandlung in einer reduzierenden Atmosphäre, z. B. Wasserstoffatmosphäre, und gleichzeitiger, geeignet hoher Erwärmung Sauerstoff zu entziehen und danach das Präparat zu sintern.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Titanaten der Erdalkali- und anderer zweiwertigerMetalle mit ihre Verwendung als Dielektrikum für Kondensatoren bzw. Schallerzeuger gestattenden Eigenschaften, dadurch gekennzeichnet, :daß Titandioxydpulver verminderten Sauerstoffgehaltes mit einer geeigneten Verbindung eines zweiwertigen Metalls, z. B. Bariümkarbonatp.ulver, vermischt in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre und/oder in Gegenwart sauerstoffabgebender Stoffe, z. B. Bariumsuperoxyd, umgesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, .dadurch gekennzeichnet, daß dem Ti 0 2 bis zu go °/o seines Sauerstoffs entzogen wird, sd daß die Zusammensetzung des reduzierten Titandioxydpulvers etwa der- Formel Ti 0.,2 entspricht, vorzugsweise jedoch nur so weit, daß das Pulver die Zusammensetzung Ti O1,5 bis Ti O1,"5 hat.
3. Verfahren nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, .den Umsatz zwischen 6oo und iooo°, vorzugsweise bei 8oo° durchzuführen.
4. Verfahren, dadurch gekennzeichnet; daß die nach Anspruch i, 2 oder 3 hergestellten Präparate direkt oder nach nochmaligem Entzug von Sauerstoff gesintert werden.
5. Verfahren nach Anspruch i, a, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sinterung unter i3oo°, gegebenenfalls bei i2oo° durchgeführt wird.
6. Verfahren nach Anspruch i, 2, 3, q. oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Atmosphäre, bei der Umsatz oder Sinterung erfolgen, mehr Sauerstoff enthält als die normale Atmosphäre, z. B. etwa 26% Sauerstoff.