Шихта для изготовления керамического материала

 

ШИХТА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА преимущественно для многослойных конденсаторов, содержащая титанат бария, -станнат кальция, марганец углекислый и глину огнеупорную, о тли чающаяся тем, что, с целью повышения диэлектрической проницаемости, уменьшения размера кристаллов и расишрения интервала температур обжига, она дополнительно содержит оксиды самария и цинка при следующем соотношении . компонентов, мас.%: Титанат бария 87,5-89,9 Станнат кальция 9,0-11,0 Марганец углекисльй 0,05-0,15 Глина огнеупорная Q,45-0,55 Оксид самария 0,45-0,55 Оксид цинка0,15-0,25

СОЮЗ СОВЕТ МИ)(СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСаУВЛИН

g(5g С 04 В .35/46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Â7,5-89,9

9, О-l l 0

0,05-0,15 () ° 45-0,55

0,45-0,55

0,15-0,25 Я

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР пО делАм иэОБРетений и ОтнРьГГий (21) 3390587/29.-33 (22) 11.02.82 (46) 15. 08.83. Бюл. 9 30 (7 2) М. П. Дорохова, В. H. Жуковский, . Л.Е.Ревина и A.М.Соркина (53) 666. 655 (088 . 8) (56) 1. Андреева H.A., Дорохова М.П. и др. Новые сегнетокерамическне материалы для кОнденсаторов. — Вопросы радиоэлектроники, сер.3, вып.5, 1 962, с. 21-26.

2. Авторское свидетельство СССР

9 654580, кл. С 04 В 35/00, 1977 (прототип) .

4 (54) (57) ШИХТА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА преимущественно..Я0„,, 1035015 А для многослойных конденсаторов, содержащая титанат бария, -станнат кальция, марганец углекислый и глину огнеупорную, отличающаяся тем, что, с целью повыиения диэлект.рической проницаемости, уменьшения размера кристаллов и расширения интервала температур обжига, она дополнительно содержит оксиды самария и цинка при следующем соотношении, компонентов, мас.Ъ:

Титанат бария

Станнат кальция

Марганец углекислый

Глина огнеупорная

Оксид самария

Оксид цинка

1035015

Из обретение относится к электронной технике и может быть использовано в производстве керамических конденсаторов.

Основным направлением развития кондвнсаторостроения является повышение удельной емкости, что обеспвчь вается уменьшением толщины диэлектрика и повышением диэлектрической проницаемости используемых материалов.

Ввиду того, что достигнутый уровень технологии позволяет получать пленки лишь толщиной менее 20 мкм, к используемым материалам предъявляются более жесткие требования в отношении их структуры, которая должна быть мелко- 5 кристаллической.

Для.материалов, используемых в конденсаторах группы Н-90 наряду с указанными требованиями, весьма существенное значение имеют температур-3О ная и временная стабильность диэлектрической проницаемости Е/Ео, В СССР для монолитных керамически> низкочастотных конденсаторов по гр.Н-90 преимущественно используют сегнетокерамический материал Т-8000 на основе титаната бария (1), Этот материал имеет величину E/Ев до 12000, однако в конденсаторах величина F/6p снижается до 6000-9000, Кроме Tol о, наблюдается уменьшение емкости со временем., имеет место сильная зависимость положения точки

Кюри от температуры обжига.

К недостаткам материала Т-8000

35 следует также отнести и то, что в

er o состав входит оксид висмута, ко" торый требует использовать в составе электрода дорогой металл-платину.

Наиболее близким к предлагаемому является шихта для изготовления кера- 4О мического материала, содержащая следующие компоненты, мас,Ъ:

Титанат бария 87,75-88,95

Станнат кальция 10 15-11 35

У гле ки слый марганец 0,05-0,15

Глина 0,2-0,4

Оксид ниобия 0,4-0,6

Этот материал имеет высокую Е/Ep (до 13500), низкие диэлектрические потери (с д = 0,004) и находит при- 50 менение в пластинчатых и секционных конденсаторах К10-7В, КЛС (2 ).

Однако крупнокристаллическая структура керамики (основной размер кристаллов 8-16 мкм) весьма затрудняет возможность использования вго в качестве диэлектрика в тонкопленочных монолитных конденсаторах с высокой удельной емкостью. !

У материала-прототипа также наблюдается резкая зависимость диэлектрической проницаемости от температур обжига изделий, причем высокая Е/Fp (порядка 13000) достигается только при температурах обжига

И 380 С. 65

Белью изобретения является повышение диэлектрической проницаемости, уменьшение размера кристаллов и расширение интервала температур обжига.

Указанная цель достигается тем, что шихта для изготовления керамического материала, преимущественно для многослойных конденсаторов, содержащая титанат бария, станнат кальция, марганец углекислый и глину огнеупорную, дополнительно содержит оксиды самария и цинка при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:

Титанат бария 87, 5-89, 9

Станнат кальция 9,0-11,0

Марганец углекислый О, 05-0, 15

Глина огнеупорная . 0,45-0,55

Оксид самария 0,45-0,55

Оксид цинка 0,15-0,25

Керамические образцы получают следующим образом.

Приготовляют шихту, согласно указанному соотношению компонентов, и измельчают до удельной поверхности

8000 см /г, В полученные массы вводят связку и формуют образцы либо прессованием дисков, либо отливкой через фильеру пленки, на которую наносят электроды.

Затем образцы обжигают при 12801380 С в течение двух часов и получают дисковые или монолитные заготовки конденсаторов из предлагаемого сегнетокерамического материала.

Реальность и оптимальность предлагаемого соотношения ингредиентов подтверждается следующими примерами по их минимальному, максимальному и среднему значениям, мас.Ъ:

П ример 1.

ВаТ 03 87,5

Са5 0з 11,0

МпСО 0,15

Глина 0,55 03 0,55

Zn0

2 3

0,25

Характеристики материала в этом случае следующие:

F.!Åp (20 С) = 11000-14000; точки

Кюри 6 = 0 5 С; удельное объемное сопротивление р =20 С = 10 — 10 Ом/см.

К

О 11 12

Пример2.

ВаTi 0 89,9

CaSn0> 9,0

N СО 0,05

Глина

0,45

5" 20 3 0,45

ZOO 0,15

Характеристики материала следующие: о

F (Fp (20 C) 13000+ 15000; О = 20+2 С;

Я Ч 20 С 10 "--10 "20м/см.

Пример 3.

ВаТ 03 88,7

Са5п0 > 10,0

И СОЗ 0,1

Глина 0,5

1035015

Составитель Н.Фельдман

Редактор А.Гулько ТехредМ.Надь Корректор С.Шекмар

Заказ 5749/20 Тираж 622 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .113035, Москва, Ж-35, Раушская иаб. д.4/Ь

Филиал ППП Патент, r.Óèãoðîä, ул.Проектная,4

2оО 0,2 . ь„о 0 5

ХаРактеристики материала следующие:

ЦЕ, <20"С> - 10500-12500; Е„=10+5сс; 7 20оС а 10 " 1012Дм/см

Во всех приведенных примерах даны характеристики, получаемые для интервала температур обжига 12801380 С и частоте 1 = 1 кГц. о

Размер кристаллов предлагаемого материала (4-8 мкм, что позволяет 1О получать из него пленки д(15 мкм.

Как видно из приведенных данных, предлагаемый материал имеет равномерную мелкокристаллическую структуру, позволяющую испольэовать его в тонкопленочной технологии для конденсаторов прогрессивной монолитной конструкции, стабильное в широком интервале обжига положение точки Кюри, обеспечивающее стабильное высокое значение диэлектрической проницаемости, которое на 10-11% выше, чем у материала-прототипа, и высокое. удельное сопротивление.

Более высокие электрические характеристики позволяют получать конденсаторы с большей удельной емкостью и стабильными свойствами.