СЕГНЕТОКЕРАМИЧЕСКИЙ КОНДЕНСАТОРНЫЙ МАТЕРИАЛ Российский патент 1995 года по МПК C04B35/46 C04B35/00 

Изобретение относится непосредственно к радиоэлектронике и радиотехнике и может быть использовано в производстве как высоковольтных, так низковольтных конденсаторов.

Одной из важнейших проблем в развитии конденсаторостроения является повышение удельных характеристик конденсаторов.

Важнейшей эксплуатационной характеристикой керамических материалов II типа, помимо величины диэлектрической проницаемости, является ее термостабильность в определенном интервале рабочих температур.

В настоящее время для изготовления конденсаторов гр. Н70 используются керамические материалы Т-4000 (УБО. 027.964 ТИ) и Т-4500, диэлектрическая проницаемость которых не выше 6000, тангенс угла диэлектрических потерь 0,015-0,025, удельное объемное сопротивление 10¹¹ Ом см.

Наиболее близким по технической сущности аналогом заявляемого изобретения является шихта для изготовления сегнетокерамического материала, содержащая в своем составе титанат бария (BaTiO₃), станнат кальция (CaSnO₃), углекислый марганец (MnCO₃), глину и оксид ниобия (Nb₂O₅).

Вышеуказанный материал имеет высокие значения диэлектрической проницаемости ε > 12000, удельного сопротивлени ρ_v ≥ 10¹¹ Ом см.

Недостаток данного материала невысокое значение электрической прочности Е_пр ≥ 3 кВ/мм.

Цель изобретения улучшение температурной стабильности диэлектрической проницаемости сегнетокерамического конденсаторного материала в более широком диапазоне рабочих температур (-60)-(+85^oC) и повышение электрической прочности.

Для достижения цели изобретения состав сегнетокерамического конденсаторного материала, содержащий титанат бария, станнат кальция, углекислый марганец и глину в качестве пластификатора, дополнительно содержит оксид цинка и оксид иттрия при следующем соотношении компонентов, мас. Титанат бария 87,08-90,32 Станнат кальция 8,0-10,0 Углекислый марганец 8,08-0,12 Оксид цинка 0,45-0,55 Пластификатор (глина) 0,45-0,55 Оксид иттрия 0,70-1,70.

Изменение соотношения между компонентами обусловлено получением гетеровалентного твердого раствора на основе системы BaTiO₃ СаSnO₃. Увеличение количества оксида иттрия способствовало одновременно размытию и смещению фазового перехода в область низких температур, что обусловило повышение термостабильности материала.

Заявляемый керамический материал приготавливают по обычной керамической технологии: сухой помол в вибромельнице с резиновой футеровкой и стальными шарами в течение 2-4 ч до удельной поверхности S_уд ≥ 4000 см²/г. Загрузка компонентов производится согласно указанному соотношению компонентов. В полученную массу вводят связку (10%-ный раствор поливинилового спирта в количестве 8%) и методом прессования изготавливают образцы в виде дисков. Образцы обжигают в интервале температур 1340-1400^oC, затем наносят электроды методом вжигания серебросодержащей пасты при Т ≈ 800^oC и измеряют электрические характеристики.

Реальность и обоснованность заявляемого соотношения ингредиентов подтверждается данными таблицы.

Как видно из таблицы, материал обладает высокой термостабильностью при достаточно высокой диэлектрической проницаемости ε ≥ 6000 и высокой электрической прочности только в заявляемом интервале концентрации компонентов. Соотношения ингредиентов, соответствующие их запредельным значениям, не обеспечивают достижение поставленной цели, т.к. приводят к ухудшению характеристик керамики.

Использование: при изготовлении высоковольтных и низковольтных конденсаторов. Сущность изобретения: сегнетокерамический конденсаторный материал содержит, мас. % : титанат бария 87,8 - 90,32, станнат кальция 8,0 - 10,0, углекислый марганец 0,08 - 0,12, оксид цинка 0,45 - 0,55, оксид иттрия 0,7 - 1,7 и глину. Положительный эффект: = 6000 - 9500, ρ_v ≥ 10¹¹ Ом·cм , E_пр ≥ 7 кВ/мм . 1 табл.

СЕГНЕТОКЕРАМИЧЕСКИЙ КОНДЕНСАТОРНЫЙ МАТЕРИАЛ, содержащий титанат бария, станнат кальция, углекислый марганец и глину, отличающийся тем, что он дополнительно содержит оксид цинка и оксид иттрия при следующем соотношении компонентов, мас.

Титанат бария 87,08 90,32
Станнат кальция 8,00 10,00
Углекислый марганец 0,08 0,12
Глина 0,45 0,55
Оксид цинка 0,45 0,55
Оксид иттрия 0,70 1,70