СОСТАВ ШИХТЫ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА Советский патент 1994 года по МПК C04B35/58 

Описание патента на изобретение SU1078827A1

Изобретение относится к составу шихты для изготовления композиционного керамического материала для изготовления поглотителей электромагнитной энергии и может быть применено преимущественно в электронных приборах, специальных измерительных устройствах высокого уровня мощности.

Известны керамические материалы, используемые в качестве поглотителей энергии высокой частоты, содержащие оксид алюминия и вольфрам, или оксид алюминия и титанат алюминия, или оксиды алюминия и титана.

Поглотители на основе оксида алюминия, титаната алюминия и оксида титана из-за низкой теплопроводности (5 - 7 Вт/(м ˙ K) не могут быть использованы в электронных приборах и измерительных устройствах высокого уровня мощности, так как увеличение удельных тепловых нагрузок на поглощающие элементы в подобных приборах приводит к их перегреву. В результате перегрева поглощающих элементов в составе электронных приборов происходит дополнительное газовыделение из них, которое ведет к ухудшению вакуума в приборах. Перегрев поглощающих элементов в составе измерительных устройств, работающих в воздушной среде, приводит к снижению поглощающих свойств поглотителей вследствие окисления поглощающей фазы Ti3O5 до TiO2. Поглотитель на основе оксида алюминия и вольфрама обладает довольно высокой теплопроводностью, сравнимой с теплопроводностью стали. Однако значительная разница в удельных весах металла и окисла существенно затрудняет получение однородного по составу материала, а формирование сложных изделий методом горячего литья под давлением практически невозможно. Из перечисленных поглотителей наиболее широкое применение в отечественных приборах находят поглотители на основе оксидов алюминия и титана, изготовление которых освоено в мелкосерийном производстве.

Известен керамический материал для поглотителей электромагнитной энергии, содержащих оксид бериллия и оксид титана и имеющих теплопроводность до 75 Вт (м˙К).

Однако дефицитность исходного сырья для получения оксида бериллия является серьезным препятствием для организации серийного производства поглотителей на его основе, а высокая токсичность оксида бериллия требует дополнительных материальных затрат на организацию безопасных условий труда.

Кроме того, поскольку процесс восстановления оксида титана до нестехиометрического окисла Ti3O5, который придает материалу поглощающие свойства, осуществляется в узком интервале температур (1540 - 1560оС), а также существенно зависит от влажности среды и времени выдержки при данной температуре, воспроизводимость поглощающих свойств поглотителей от паpтии к партии затруднена. Состав и технология изготовления поглотителей не предусматривает возможность регулирования степени поглощения.

Известен состав шихты для изготовления керамического материала, включающий нитрид алюминия и оксид иттрия, являющийся наиболее близким техническим решением к данному.

Материал с содержанием добавки Y2O3 в пределах 1 -2% обладает теплопроводностью при 20оС 80 - 120 Вт/(м ˙ К), диэлектрической проницаемостью при частоте 106 Гц 8-8,5 и величиной тангенса угла диэлектрических потерь 0,0001 - 0,0005.

Низкие значения диэлектрической проницаемости и потерь не позволяют использовать этот материал по указанному назначению.

Целью изобретения является обеспечение возможности использования материала в качестве поглотителя электромагнитной энергии за счет повышения диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь.

Цель достигается за счет того, что шихта для изготовления керамического материала, включающая нитрид алюминия и оксид иттрия, дополнительно содержит железо или хром при следующем соотношении компонентов, мас.%: Нитрид алюминия 48 - 68,5 Оксид иттрия 1 - 2 Железо или хром 30 - 50
Для получения поглотителей были приготовлены смеси порошков ингредиентов (см. табл. 1).

Из каждой смеси методом прессования и последующего спекания в азотной среде при температуре 1650 - 1750оС с выдержкой при данной температуре в течение 30 - 90 мин были изготовлены образцы для измерения основных свойств поглотителей, которые приведены в табл.2.

Проведена сравнительная оценка поглощающих свойств поглотителя на основе оксидов бериллия и титана и заявленного поглотителя после нагрева в окислительной среде. Результаты измерений приведены в табл.3.

Из табл.3 видно, что данный материал сохраняет близкий к прототипу высокий уровень теплопроводности, но, в отличие от него, имеет более высокие значения диэлектрической проницаемости и тангенс угла диэлектрических потерь, которые однозначно определяют возможность применения заявленного материала в новом качестве, как поглотителя электромагнитной энергии.

Этот вывод подтверждается результатами петрографического анализа, в результате которого установлено наличие в материале дополнительной металлической фазы, обуславливающей повышение диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь материала. В табл. 4 приведены сведения по фазовому составу конечного продукта, полученного на основе заявленного состава шихты.

Похожие патенты SU1078827A1

название год авторы номер документа
Способ изготовления керамических поглотителей энергии 2017
  • Зефиров Виктор Леонидович
RU2668643C1
СОСТАВ ШИХТЫ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА 1983
  • Бухарин Е.Н.
  • Власов А.С.
  • Алексеев А.А.
SU1159282A1
ВЫСОКОТЕПЛОПРОВОДНЫЙ ПОГЛОЩАЮЩИЙ СВЧ-ЭНЕРГИЮ МАТЕРИАЛ 2004
  • Пархоменко Светлана Игоревна
  • Мушкаренко Юрий Николаевич
RU2272085C1
Шихта для получения высокотеплопроводной керамики 1988
  • Кузенкова Майя Александровна
  • Фесенко Игорь Павлович
  • Красный Александр Львович
  • Мельник Леонид Евгеньевич
  • Верещак Сергей Сергеевич
  • Лопато Людмила Михайловна
SU1606501A1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛОТНОЙ ТЕПЛОПРОВОДНОЙ КЕРАМИКИ НА ОСНОВЕ НИТРИДА АЛЮМИНИЯ 1992
  • Кузнецова И.Г.
  • Саркисян Т.М.
  • Кореньков А.А.
  • Горелов Ю.А.
  • Захаров А.В.
  • Лясота П.Ф.
  • Садковский Е.П.
  • Власов А.С.
  • Бершадская М.Д.
RU2029752C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ЗАГОТОВОК КЕРАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ НИТРИДА КРЕМНИЯ 2016
  • Сирота Вячеслав Викторович
  • Лукьянова Ольга Александровна
  • Докалов Василий Сергеевич
RU2641358C2
ШИХТА ДЛЯ ВЫСОКОТЕПЛОПРОВОДНЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ НИТРИДА АЛЮМИНИЯ И СПОСОБ ИХ ИЗГОТОВЛЕНИЯ 1992
  • Кузнецова И.Г.
  • Ильенко В.А.
  • Горелов Ю.А.
  • Кореньков А.А.
  • Лясота П.Ф.
  • Бершадская М.Д.
  • Неделько Э.Е.
RU2032642C1
ФЕРРИТОВЫЙ МАТЕРИАЛ 2021
  • Налогин Алексей Григорьевич
  • Алексеев Альберт Александрович
RU2776991C1
ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СТЕКЛОКЕРАМИЧЕСКОГО КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА 2018
  • Челноков Евгений Иванович
RU2722012C2
СВЕРХШИРОКОДИАПАЗОННЫЙ ПОГЛОТИТЕЛЬ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН ДЛЯ БЕЗЭХОВЫХ КАМЕР И ЭКРАНИРОВАННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ 2011
  • Костишин Владимир Григорьевич
  • Андреев Валерий Георгиевич
  • Молчанов Андрей Юрьевич
  • Юданов Николай Анатольевич
RU2453953C1

Формула изобретения SU 1 078 827 A1

СОСТАВ ШИХТЫ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА, включающий нитрид алюминия и оксид иттрия, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности использования материала в качестве поглотителя электромагнитной энергии за счет повышения диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь, он дополнительно содержит железо или хром при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Нитрид алюминия 48 - 68,5
Оксид иттрия 1 - 2
Железо или хром 30 - 50

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1994 года SU1078827A1

Авторское свидетельство СССР N 704037, кл
Очаг для массовой варки пищи, выпечки хлеба и кипячения воды 1921
  • Богач Б.И.
SU4A1

SU 1 078 827 A1

Авторы

Бухарин Е.Н.

Власов А.С.

Алексеев А.А.

Даты

1994-06-30Публикация

1982-04-02Подача