Шихта для изготовления керамического материала

 

О П И С А Н И Е (»»»986902

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски к

Социалистические респубики (6I ) Дополнительное.K авт. свид-ву (22) Заявлено 30.03,81 (21) 3306907/29-33 (5! ) М. KJl.

С 04 В 35/46 с присоединением заявки М

Гееуаарстинейе квинтет

СССР ав делан изобретений н открытии. (23) Приоритет

Опубликовано 07.01.83. Бюллетень Юе 1

Дата опубликования описания 07.01.83 (53) УД К666. .655(088.8) 3. В. Корякова, Л. А, Евдокимова, В,(Г. Хряцтева». и Е. А. Кузьменков»",. -;-"

° г. ;: -, с р ) /

" ."»» :",, 1

- » ° . (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ШИХТА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

КЕРАМИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА

Изобретение относится к керамическим материалам, используемым в радиоэлектронике, в частности длн изготовления высокочастотных конденсаторов, а также для комбинированных феррито-керамических элементов радиоэлектронной аппара5 туры (РЭА).

В целях дальнейшего улучшения выходных параметров и повышения физико-механических свойств узлов и деталей РЭА необходимо использование материалов с повышенным значением диэлектрической проницаемости, малыми диэлектрическими потерями, строго определенньим" и мииималыпам по абсолютной. величине значением температурного коэффициента диэлектрической проницаемости, достаточной механической прочностью. Кроме того, в современных конструкциях РЭА нашли широкое применение устройства, исполь- 20 зуюшие керамику в сочетании с ферритами различных марок, в которых необходимо сочетание материалов по коэффициенту линейного термического расширения.

2 ,В связи с этим насущной необходимостью является получение керамического материала, обладающего наряду с вьвиеуказан ными свойствами коэф пшиентом линейно го термического расширения (КЛТР), лежащим В интервале значений порядка (92-100) ° 10 град,Такими значениями КЛТР ойтадают никель-иинковые и магниевые ферриты высокочастотной rgrnпы, отличающиеся рядом преимушеств, и, в частности, малыми потерями и малым температурным коэффициентом начальной магнитной проницаемости в широком интервале температур.

Известны керамические материалы, синтезирова ппае в системе окисловТ4С, 0+ с т-0я. Ьс яс . СС 0 . имеющие диэлектрическую проницаемость (в ), равную 32,7-46,6, а температурный коэффициент диэлектрической проницаемости. (ТКЯ.) - (-10-75) ° 10 град-" 11), Однако ТК f указанных материалов, является недостаточно стабильным.

3 0869

Известен керамический материал, со- стояший из СцТ10, 4а (>, p Qg, 1АЯ Т1С 5,обл: рающий F =30, ТК g *= 100/10 град" Е23

Недостатком данного материала яв- 5 ляется высокое значение TK Я .

Известен также керамический материал на основе соединений бi-Ñ0 7 <, " " Оо, )4NQ<„gg, двухстронциевого бората, обладающий следующими диэлектрическими характеристиками: Я = 30, ЬД д= 3к10, ТК Я. = (-80+ 20)л к10 град." (3) .

Недостатками данного материала являются повышенное значение ТК Я и ф Д при данном значении Я, что соз» дает трудности .использования материала в РЭА, работающей на высоких частотах, в интервале рабочих температур (20о

200 С), а также несогласованность

КЛТР с КЛТР никель-цинковых и магниевых ферритов, вызываюшая в ферритах значительные внутренние напряжения, не= благоприятно сказывающиеся на их электромагнитных параметрах.

Наиболее близкой к предложенной по техническому решению является шихта для керамического материала для высокочастотных конденсаторов состава ЬС1 ЬИ2

Т1Д 01, где Ь - 1.а, И, Рр

ЯД, Ящ, fg который характеризуется значениями ТК = +100-(-750) ° 10 град

-6 при значениях Ь(ф= 2-3-10 и .Р =

810 -9 10 ом.см при 155 С.

Диэлектрическая проницаемость материа- З5 ла составляет 80-95. Шихта содержит

TiO>,ÂÄÑOý, и оксид,И $4J .

Однако ТКЛР данного материала существенно отличается от ТКЛР ферритов, Целью изобретения является снижение 40 температурного коэффициента диэлектрической проницаемости и приближение коэффициента линейного термического расширения данного материала к никельцинковым и магниевым ферритам. 45

Поставленная цель достигается тем, что шихта длятермическогокерамического материала состава ЬС Т . hA8 04 где М8 — трехвалентный элемент, включаюшаЯ 71 О, ba Co> и МВ0.03 содеР- 50 нсит в качестве трехвалентного элемента алюминий при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Д 0g 47,5-51,5

+ СО 30,0-32, 1

Pg 0, 16,4-22,5

02 4

Материал имеет диэлектрическую проницаемость при частоте 10 Гц 26-30, тангенс угла диэлектрических потерь

-4

5 10, температурный коэффициент диэлектрической проницаемости {О 110) < n-6 г10 град., предел прочности при статическом изгибе - не менее 100 МПа

Э коэффициент линейного термического расширения (994-1)» 10 град.

Материал получают термообработкой смеси исходных компонентов, взятых в требуемом соотношении после их совместного помола в течение 8-10 ч в шаровой мельнице при соотношении материал, шарьг= 1: l.

Синтез .материала проводят при о

1300 С, спек измельчают до удельной поверхности 5000+500 см /r, формуют заго говки с использованием в качестве пластификатора 6%-ного поливинилового спирта, прессуют пластины при удельном давлении прессования 90-100 МПа и обжигают при 1350-140(РС.

В табл. 1 приведены результаты рент« геноструктурного анализа материала, полученного при различном содержании д о.

В табл. 2 и 3 приведены составы и электрофизические свойства материала на основе предложенной шихты, а в табл. 1 - сравнительные ТКЛР феррита и материала на основе предложенной и известной шихты.

Экономический эффект от применения предложенного изобретения заключается в замене дорогостояших окислов редкозеI мельных элементов недефицитным и дешевым сырьем (ДГ .Оъ ), Предлагаемый материал может быль использован не только для ВЧ конденсаторов. Благодаря сочетанию полученных у него электрофизических и теплофизичесних свойств (ТКЛР) область применения его расширена: материал преимушественно может быть использован в качестве активизирующего диэлектрика в комбинированных феррито-керамических элементах радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), например ферритовых фаэовращателях различных типов, и других приборов с электромагнитоуправляемыми характеристиками, где необходимо иметь определенное сочетание электро-теплофизических свойств..986902

Фазовый состав

16,4

20,0

30,0

51,5

49,5

47,5

32,1

З1,5

Зо,о

22,5

16,4

19,0

Диэлектрическая проницаемость на Х = 10 Гц

28

Тангенс угла диэлектрических потерь на Х = 10 Гп

5-. 10

5 10

5-1&

Температурный коэффипиент диэлектрической проницаемости в интервале 20-200%:, град 10

0+10

0+10

0+10

Коэффициент линейного термического расширения, град "10

99+1

99 1

99 1

Предел прочности при статическом изгибе, МПа

100

100

100

Количество мас, % И О

22,5

25,0 ба СО, Ае о, Зле ктрофизические свойства

ВОЪ40, О Т 4АЕ20

Ват1, Ле,О„,, 3ОТ 4 И 01.1, Е О

Зат„део„ДЕ,О

ВОТ 4AB О„, Ае, О

la T 4 Aeä 0„ ) АР О, 4 бабаи ца Х (следы) (следы) Та бли ца 2

Таблица 3

Таблица4

986902

82

83

100

97

90

101

100

95

101

103

99

108

110

100 .

112

109

102

110

101

Фоврмула изобретения

Шихта для изготовления керамического материала состава 5 T 4 Eh Qz где

٠— трехвалентный элемент, включаю- 3S шая Т10,ВАСО и jA+0, о т л и ч аю ш а я с я тем, что, с целью снижения температурного коэффициента диэлектрической проницаемости и приближения коэффициента линейного термического 40 расширения данного материала к никельцинковым и магниевым ферритам, она содержит в качестве трехвапентного эле-„ мента алюминий при следуюшем соотноше нии компонентов, мас. %: 45

Составитель Н. Соболева

Редактор Л. Веселовская Гехред Корректор А. Дзятко

Заказ 10203/1 %spam 620 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

20-100

100-200

200-300

300-400

400«500

500-600

600 700

700-800

20-900

Т10 47,5 51,5

ЬОС0 30 1 32 1 у р О. 16,4-22,5

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ClllA № 4102696, кл. 106-73,2, опублик. 1979.

2. Патент США № 3431124, кл. 106-39, 1960.

3. Авторское свидетельство СССР № 518931, кл. С 04 В 35/00, 1977.

4. Авторское свидетельство СССР

¹ 632176, кл. С 015 23/60, 1979 (прототип) .