ШИХТА СЕГНЕТОКЕРАМИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА Российский патент 1995 года по МПК C04B35/468 

Изобретение относится к радиоэлектронной технике, в частности, к составам сегнетокерамических материалов, и может быть использовано в керамическом конденсаторостроении при изготовлении низкочастотных конденсаторов.

Известна шихта для изготовления сегнетокерамического конденсаторного материала, включающая ВаТiO₃, CaZrO₃, Nb₂O₅, Sm₂O₃, MnCO₃ и глину (см. а.с. СССР N 1474149).

Сегнетокерамический материал на основе указанной шихты имеет удовлетворительные диэлектрические свойства и используется при изготовлении низкочастотных конденсаторов.

Недостатком материала является то, что он имеет достаточно высокую температуру спекания, например в пределах 1280-1360^оС, в результате чего снижается эффективность его использования в керамическом конденсаторостроении.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является шихта для получения конденсаторного материала, содержащая следующие компоненты, мас. BaTiO₃ 91,63-95,33; Nb₂O₅ 0,91-1,49; Bi₂Ti₂O₇ 0,56-3,9; PbTiO₃ 0,28-3,38; ZnO 0,63-2,27; B₂O₃ 0,18-0,72; MnO₂ 0-0,11 и CoO 0,18-0,31 (см. патент США N 4540676, С04В 35/46, 1985).

Исходный состав и соотношение компонентов шихты позволяют спекать керамику на ее основе при 1100-1150^оС, что обеспечивает снижение стоимости изделий в результате возможности применения для вжигания электродов пасты, включающей смесь или сплав Ag-Pd, а также получить ε в пределах 2300-2700 и tg δ порядка 1,6-2%
Основным недостатком этой шихты является то, что для получения высокого уровня параметров керамики необходимо применять наиболее чистый и дорогостоящий ВаТiO₃, получаемый химическим способом, что влияет на повышение стоимости получаемой керамики и ограничивает дальнейшее снижение стоимости изделий из нее.

Предлагаемая шихта позволяет устранить вышеуказанные недостатки и обеспечивает достижение более высокого технического результата, заключающегося в снижении температуры спекания и повышении диэлектрической проницаемости сегнетокерамического материала на ее основе.

Сущность изобретения заключается в том, что предлагаемая шихта сегнетокерамического материала, преимущественно для изготовления низкочастотных конденсаторов, содержит титанат бария, пятиокись ниобия, титанат висмута, титанат свинца, оксид цинка, оксид бора, углекислый марганец и окись кобальта при следующем соотношении компонентов, мас. BaTiO₃ 92,38-94,78 Nb₂O₅ 0,93-1,6 Bi₂Ti₂O₇ 1,1-1,35 PbTiO₃ 1,83-2,5 ZnO 0,85-1,8 B₂O₃ 0,3-5 MnCO₃ 0,1-0,14 Co₂O₃ 0,19-0,35
В данном случае снижение температуры спекания и повышение диэлектрической проницаемости сегнетокерамического материала достигается в результате того, что титанат свинца и оксиды бора и цинка образуют при обжиге некоторое количество жидкой фазы, положительно способствующей уплотнению (спеканию) керамики.

Кроме того, титанат свинца, обладая высокой диэлектрической проницаемостью, уменьшает подавление ε оксидами бора и цинка.

Предлагаемую шихту получают следующим образом.

Предварительно известным в керамическом производстве способом твердофазного синтеза получают спеки титаната бария, титаната висмута и титаната свинца, которые измельчают, причем титанат бария измельчают до удельной поверхности 9000-10000 см²/г. Измельченные спеки, взятые в заданном соотношении, смешивают с требуемым количеством оксидов ниобия, кобальта, цинка и бора и углекислого марганца. Полученную смесь измельчают до удельной поверхности 10000-12000 см²/г и используют для получения диэлектрика (сегнетокерамического материала) конденсаторов по принятой в керамическом конденсаторостроении технологии производства монолитных конденсаторов с температурой обжига (спекания) заготовок в пределах 1140-1160^оС.

Конкретные примеры оптимальных составов предлагаемой шихты, иллюстрирующие изобретение, приведены в табл. 1.

Свойства сегнетокерамического материала на основе предлагаемой шихты, определяющие получаемый технический результат, подтверждаются результатами экспериментальной проверки, данные о которой приведены в табл. 2.

Практическое применение предлагаемой шихты сегнетокерамического материала в производстве низкочастотных конденсаторов позволяет снизить температуру спекания керамики на ее основе на 100^оС и повысить диэлектрическую проницаемость на 20-25% в результате чего обеспечивается повышение удельной емкости конденсаторов и снижение расхода драгметаллов и технологических материалов на 5-10%

Использование: изготовление низкочастотных керамических конденсаторов. Сущность изобретения: шихта содержит, мас. титанат бария 92,38 94,78; пятиокись ниобия 0,93 1,6; титанат висмута 1,1 1,35; титанат свинца 1,85 2,5 оксид цинка 0,85 1,18; оксид бора 0,3 0,5; углекислый марганец 0,1 - 0,14 и оксид кобальта 0,19 0,35. Технический результат: снижение температуры спекания и повышение диэлектрической проницаемости. 2 табл.

ШИХТА СЕГНЕТОКЕРАМИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА, содержащая титанат бария, пятиокись ниобия, титанат висмута, титанат свинца, оксид цинка, оксид бора, марганец-и кобальтсодержащее соединения, отличающаяся тем, что она содержит в качестве марганец-и кобальтсодержащего соединений углекислый марганец и оксид кобальта при следующем соотношении компонентов, мас.

BaTiO₃ 92,38 94,78
Nb₂O₅ 0,93 1,6
Bi₂Ti₂O₇ 1,1 1,35
PbTiO₃ 1,85 2,5
ZnO 0,85 1,18
B₂O₃ 0,3 0,5
MnCO₃ 0,1 0,14
CO₂O₃ 0,19 0,35