Kondensator. Die Erfindung bezieht sieh auf Konden satoren, zum Beispiel Block- oder Drehkon densatoren.
Bei einem Kondensator gemäss der Erfin dung besteht wenigstens eine der Elektroden aus einem der Metalle der ersten Untergruppe der vierten Hauptgruppe des periodischen Systems der Elemente und besteht das Di- elektrikum wenigstens teilweise aus einer Schicht einer stabilen, chemischen<B>-</B> Verbin dung, die durch Umsetzung des Elektroden- stoffes an der Elektrodenoberfläche erzeugt ist. Die Umsetzung kann auf chemischem, elektrolytischem oder auf anderem Wege durchgeführt werden.
Selbstverständlich werden nur diejenigen Verbindungen erzeugt, die elektrisch nicht leitend sind und gemäss der Erfindung wählt man aus diesen Verbin- duncyen die meist stabilen, das heisst diejeni gen Verbindungen, die sich nur mittelst kräf tiger, chemischer Agenzien in andere Verbin dungen überführen lassen.
Hat hat bereits vorgeschlagen, Konden satoren herzustellen, die mit aus bestimmten Metallen, zum Beispiel Aluminium oder Tantal, bestehenden Elektroden und mit einem aus Verbindungen dieser Metalle, zum Beispiel Oxyden, bestehendem Dielektrikum versehen sind. Es hat sich aber gezeigt, dass diese Verbindungen chemisch weniger be ständig sind, als die zu diesem Zweck in Betracht kommenden Verbindungen der Me talle der ersten Untergruppe der vierten Hauptgruppe.
Die dielektrischen Eigensehaf- ten der erstgenannten Verbindungen unter liegen zum Beispiel infolge chemischer Ein wirkung Veränderungen, so dass es unmöglich ist, die Kapazität eines solchen Kondensa- tors unter allen Umständen gleichbleibend zu erhalten. Dagegen sind die Verbindun gen, die als Dielektrikum in einem Konden sator gemäss der Erfindung benutzt werden, so stabil, dass die dielektrisehen Eigenschaf ten keiner Änderung unterliegen.
Ausserdem haben diese Verbindungen gegenüber den aus Tantal und Aluminium bestehenden Verbindungen den Vorteil, dass sie viel fester an dem Stoff haften, aus dem sie erzeugt sind. Infolgedessen kann das so erzielte Ge bilde mechanisch sozusagen als ein Ganzes betrachtet werden, so dass die Gefahr von Beschädigungen praktisch ausgeschlossen ist. Diese Eigenschaft kann bei der Herstellung eines Drehkondensators gemäss der Erfin dung ausgenutzt werden.
Als zu diesem Zweck geeignete Verbin dungen können zum Beispiel die Phosphate genannt werden. Es hat sich aber gezeigt, dass die Oxyde der in Betracht kommenden Metalle in chemischer und mechanischer Hinsicht die meist beständigen Eigenschaften haben, so dass sie sieh ganz besonders als Dielektrikum, in einem Kondensator gemäss der Erfindung eignen. Gute Ergebnisse las sen sich zum Beispiel erzielen, wenn wenig stens eine der Elektroden aus Zirkonium hergestellt und als Dielektrikum Zirkonium- oxyd gewählt wird.
Als zweite Elektrode lässt sich jeder andere Stoff benutzen, der sich dazu in elektrischer Hinsicht eignet, zum Beispiel das gutleitende Kupfer.
Wie bereits gesagt, können die Metall verbindungen auf elektrolytischem, chemi schem oder auf anderem Wege aus dem Stoff der Elektroden selbst gebildet werden.
Man kann zum Beispiel eine Zirkonium- platte in einer Sauerstoffatmosphäre auf eine Temperatur von<B>700 '</B> bis<B>800 ' C</B> erhitzen, bei der eine Zirkoniumoxydschicht entsteht, welche die Eigenschaft hat, dass sie sehr fest an der Zirkoniumplatte haftet. Natürlicli kann man zur Bildung der Schicht das Me tall auch in Chemikalien eintauchen.
In entsprechender Weise kann man für die Bildung einer Schicht auf Titan, Tho- rium oder Hafnium verfahren.
Zur Erzieluno, einer Oberflächenschicht auf elektrolytischem Wege kann man zum Beispiel zur Oxydation von Zirkonium die Elektrolyte Phosphorsäure, Lauge oder Am- moniumborat benutzen. In dem Bade wird dann als die eine Elektrode eine Zirkonium- platte angeordnet, während für die andere Elektrode ein aus Platin, Kohle oder aus einem andern, bei Verwendung dieser Elek trolyte unangreifbaren Material bestehender Stab benutzt wird. Die Dicke der Sehieht lässt sich aus der Farbe, welche die Platte während der Oxydation aufweist, ableiten.
Wenn man zum Beispiel für eine der Elek troden eine Zirkoniumplatte von 2 X '22 cm wählt und diese so lange in Phosphorsäure elektrolytisch oxydiert, bis eine Schichtdiehe von annähernd 10-4 bis<B>10-3</B> cm entsteht, so erzielt man einen Kondensator mit einer Kapazität von 1000-1200 cm, der sich für geringe Spannungen eignet. In entsprechen der Weise kann man für die Metalle Titan und Hafnium verfahren. Es hat sich aber iolezeigt, dass dieses Verfahren für Thorium wenig geeignet ist, so dass man in diesem Fall vorzugsweise chemische Mittel verwen den wird.
Abhängig von der Dicke der dielektri- sehen Schicht kann der Kondensator in einem breiten Spannungsbereich Anwendung fin den. Je nachdem er für niedrigere Spannun gen bestimmt ist, kann das Dielektrikum natürlich dünner ausgebildet werden, ohne dass Durchschlag zu befürchten ist. Prak tisch wird sehr dünnen Schichten eine Grenze gestellt.
Es hat sich gezeigt, dass sich der Kondensator bei solchen Schichtdicken au sserdem als Gleichrichter verwenden lässt für Spannungen, welche die für den Kondensator in Betracht kommenden Spannungen über- steio,en. Für eine solche Gleidhriehterwir- kuno ist es aber Bedingung, dass von<B>je</B> zwei <B>9</B> Elektroden, die durch eine Schicht getrennt sind, nur eine zum Beispiel mit einer Oxyd- schicht bedeekt ist, wenn die Elektroden beide ans dem gleichen Metall,
also aus einem He- tall der ersten Untergruppe der vierten Hauptgruppe des Systems der Elemente her gestellt sind.