146803. lajstromszámú szabadalom • Eljárás nagyfajlagos kapacitású elektromos kondenzátorok készítésére

Megjelent: 1960. április 30. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 146.803. SZÁM 21. g. 1-16, OSZTÁLY - HI-87. ALAPSZÁM / SZOLGALATI TALÁLMÁNY Eljárás nagy fajlagos kapacitású elektromos kondenzátorok készítésére Híradástechnikai Ipari Kutató Intézet, Budapest Feltaláló: Katona János oki. gépészmérnök, a műszaki tudományok kandidátusa, budapesti lakos A bejelentés napja: 1958. augusztus 2. Nagy fajlagos kapacitású kondenzátorokat eddig egy ventilfémen kialakított oxidréteggel, mint dielektrikummal, állítottak elő. A másik elektróda elektrolit volt. Az így előállított elektrolitikus "kondonzátoroknak sok hátrányos tuajdonsága van. Élettartamuk korlátozott egyrészt az elektrolit korrozív hatása, másrészt a kondenzátor nem tökéletes lezárása miatt az elektrolit kiszáradása következtében. Hátrányt jelent az üzemi hőmérséklethatárok korlátozása az elektrolit megfagyása és bomlása .•• következtében. E kondenzátorok veszteségi tényezője is viszonylag magas, az elektrolit 'magas fajlagos ellenállása (500—5000 Ohm/cm) miatt. Az elektrolitikus kondenzátorok 'stabilitása sem mondható kielégítőnek, kapacitása és veszteségi tényezője a raktározás és folyamatos üzemeltetés folyamán változik a dielektromos záróréteg oldódása és újraformálódása következtében. Fenti hátrányokat küszöböli ki jelen találmány szerinti eljárás alapján készített kondenzátor, a következőkben ismertetett megoldás alapján. Egy ventilfémen, pl. alumíniumon, vagy titánon egy formáló elektrolitban, melynek összetétele 5% bórsav és 0,5% borax vizes oldata, elektrolízis útján dielektromos záróréteget formálunk. A formálás művelete lehet azonos az elektrolitikus kondenzátoroknál alkalmazottal. Pl. 2—4 mA/cm2 áramsűrűséggel egy meghatározott feszültségig formálunk, majd állandó feszültség tartása mellett a formálást folytatjuk egy viszonylag alacsony, pl. 0,01 juA/Volt, jnF átvezetési áram beálltáig. Az így kialakított rétegen második elektródaként egy félvezetőt alkalmazunk. Ez a félvezető Mn, Ni, vagy Pb oxidja lehet. A kísérletek során MnÜ2-t alkalmaztunk. Mangánnitrát 50%-os vizes oldatába bemártva fent kiformált AI/AI2O3 elektródás és záróréteget, a felületre tapadt mangánnitrátot megszárítottuk, majd pirolitikusan elbontottuk. A bomlás folyamán keletkezett Mn02

képezte a kondenzátor második elektródáját. Az elbontás hőmérséklete kb. 90—100 C°. Az így kialakított kondenzátort végformálásnak vetettük alá. Az alumínium lemezt anódos kapcsolásban fentebbi elektrolit fürdőbe tettük, a félvezető réteggel együtt. A műveletek során megsérült rétegrészeket egy utóformálással megjavítva 0,002 /MA/ Volt, fiF átvezetési áramig formáltuk, kb. 1 órán keresztül. A végformáló fürdőiből kivett kondenzátort gondosan lemosva és megszárítva, elvezető elektródával látt\ik el. A MnC>2 felületre elvezető elektródának kolloidgrafitot vagy kolloidezüstöt kentünk fel. Hasonlóképpen alkalmazható vákuumban gőzölt, vagy fémszórással felvitt zink, alumínium, vagy ezüst is elvezető elektródaként. Az utánformálást bizonyos korlátok között az így elkészült elvezető elektródával ellátott szerelvényen is el lehet végezni, úgyhogy a ventilfém anódos (pozitív elektróda) kapcsolásban van. Meg kell jegyezni, hogy a Mn02-nak oxidáló hatása van; a réteg hibapontjai megiszüntethetők azáltal, hogy az utóformálás során AI2O3 képezhető azáltal, hogy a Mn02

oxigént ad le. Az így elkészült kondenzátor szerelvényt kivezető szalaggal vagy huzallal látjuk el, majd tekeroset készítünk belőle és védőburkolattal látjuk el. Előnyös ezen védőburkolatnak hőre keményedő műgyantát, pl. epoxigyantát alkalmazni. A fajlagos kapacitás további emelését lehetővé teszi feldurvított anódfelület alkalmazása. Ha pl. vegyi marás vagy elektrolitikus marás útján az alumínium felületét megnöveljük 6—10-szeresére, akkor az elkészült kondenzátor kapacitása is megközelíthetően 6—10-szeres lesz. Az így nyert kondenzátor szerelvény fajlagos térfogati kapacitása (jxF/cm2)

nagyobb, mint az eddig használt elektrolitikus kondenzátoroké, mert elhagyható az impregnált papírbetét, ami a kondenzátor térfogatának jelentékeny részét kitöltötte. Az üzemi hőmérséklethatárok lényegesen kiterjeszthetők, az így készült kondenzátor —60 C°tól +150 C°-ig működőképes. Élettartam korlátlan az elektrolit elhagyása miatt. Veszteségi tényezője közel egy nagyságrenddel kisebb, mint az