Низкотемпературный сегнетокерамический конденсаторный материал Советский патент 1993 года по МПК C04B35/46 H01G4/12 

Изобретение относится к радиоэлектронной технике и может быть использовано в производстве керамических монолитных конденсаторов II типа по группе термостабильности 2Е в соответствии с требованиями МЭК (публикация IEC 384-9-1988).

В настоящее время для производства монолитных конденсаторов с высокой удельной емкостью подклассов 2Е и 2F используются керамические материалы на ре-. нове ВаТЮз и его твердых растворов типа ВаТЮз - CaZrOa.

Диэлектрическая проницаемость е этих материалов составляет 4800 - 13000, тангенс угла диэлектрических потерь tg д 0,015 - 0,025, удельное объемное сопротивление pv - Ю10 - 1012 Ом. см. Однако известные материалы отличаются большим изменением диэлектрической проницаемости в интервале рабочих температур, которое выходит за пределы, установленные

МЭК, и высокой температурой спекания (1320 - 1400)°С, что не позволяет использовать электроды из спл абов серебра с палладием Ag/Pd (70/30). .

Наиболее близким по составу является сегнетокерамический материал ВС-1 А, соответствующий группе термостабильнЪсти 2F, т. е. с отнбсительным изм енёййем дйэ- лектрической проницаемости АеЛ; в интервале температур (-25 - 85)°С, равным (+30 - 80)%, и температурой спекания (1320 -1380)°С. .

Недостатком известного материала яв- ляется значительное изменение диэлектрической проницаемости в интервале рабочих температур и высокая температура спекания.

Цель изобретения - повышение температурной стабильности материала, снижение температуры спекания, что позволяет

(Л

С

-xi о

Ј

ND 00

сократить расход драгметаллов для электродов конденсаторов.

Поставленная цель достигается тем, что состав низкотемпературного сегнетокера- мического конденсаторного материала, со держащего титанат бария, цйрконат кальция, оксид нзодима, пентоксид ниобия, оксид цинка и углекислый марганец, дополнительно содержит цинкоборатноё стекло при следующем соотношении компонентов, мас.%: . ;- v Титанат бария 82,44 - 89,24 Цйрконат кальция 5,34-7,52 Оксид неодима 0,77-1,41 Пентоксид ниобия 0,24-0,56 .Оксид цинка 1,36-.1,88 Углекислый марганец 0,05-0,19 Цинкоборатное стекло 3,00-6,00 При этом цинкоборатное стекло имеет следующий состав, мас.%:

Оксид цинка47-53 Оксид бора 38-42 Оксид калия 1,8-2,2 Оксид натрия 1,0-.1,6 Оксид свинца 4,4-5,0 Оксид бария . 1,8-2,2 Керамический материал приготавливали последующей керамической технологии. Сначала готовят состав керамики сухим помолом в вибромельнице в течение 1.5-2 ч. Загрузку компонентов пройз,в6дят согласно указанному соотношению компонентов: . титанат бария, цйрконат кальция, оксид неодима, пентоксид ниобия, углекислый марганец, оксид цинка. Помол производят до удельной поверхности Syg. не менее 4000

СМ2/Г. . , ,. У ... . ,.. . . - :

Подготавливают флюс методом сплав- ления оксидов, входящих в состав цинкобо- ратного стекла, затем охлаждения полученной стеклянной фритты и последующего ее измельчения до удельной поверхности Syg не менее 4000 см2/.. Затем в заданном соотношении состав керамики и фритты загружают в вибромельницу с резиновой футеровкой vi стальными шарами и производят смешение и помол исходных порошков до удельной поверхности не менее 5000 см2 /г.

В полученную массу вводят связку (2% раствор метилцеллюлозы в количестве 8%)

и методом прессования изготавливают образцы в виде дисков. Образцы обжигают в интервале температур 1080 - 1140°С, затем наносят электроды методом вжигания се- ребросодержащей пасты при 800°С и измеряют электрические характеристики,

Реальность и обоснованность заявленного соотношения ингредиентов подтверждается данными таблицы. Как следует из приведенных в таблице результатов экспериментов, керамический материал обладает повышенной термостабильностью в пределах предусмотренного МЭК интервала температур и относится к группе 2Е. а также позволяет использовать серебро-палладиевые электроды (70/30) вместо более дорогих платинз-палладиевых за счет снижения его температуры спекания до уровня 1140°С и ниже. ;.;. :.;:;/.-у : /: ;.- , ... ;. .-. .

Формул а изоб ре те ни я 1. Низкотемпературный сегнетокерами- ческий конденсаторный материал, содержащий титанат бария, цйрконат кальция, оксид неодима, пентоксид ниобия, оксид цинка и углекислый, марганец, о т л иуч.а ю- щи и с я тем, что, с целью повышения температурной стабильности материала, а также снижения температуры спекания и сокращения тем самым расхода драгоценных металлов для электродов конденсаторов, он дополнительно содержит цинкоборатное стекло при следующем соотношении компонентов, мас.%: .Титанат бария82,44-89,24; Цйрконат кальция 5,34 - 7,52; Оксид неодима ; 0,77-1,41; Пентоксид ниобия 0,24 - 0,56; Оксид цинка 1,36-1,88; Углекислый марганец 0,05-0,19 Цинкоборатное стекло 3,00-6,00.

2. Низкотемпературный материал по п. 1, от л и ч а ю щи и с ятем, что цинкоборат- ное стекло имеет состав, мае. %:

оксмд цинка47-53;

оксид бора38 - 42;

оксид калия1,8-2,2;

оксид натрия. .1.0-1.6; оксид свинца 4,4-5.0

оксид бария1.8-2,2.

Использование: в производстве керамических монолитных конденсаторов II типа подкласса 2Е. Сущность изобретения: низкотемпературный се гнетокерамическии конденсаторный материал содержит, мас.%; титанат бария 82,44 - 89,24, цирко- нат кальция 5,34 - 7,52; оксид неодима 0,77 - 1,41; пентоксид ниобия 0,24 - 0,56; оксид цинка 1,36- 1,88; углекислый марганец 0.05 - 0,19; цинкоборатное стекло 3 - 6. Цинко- боратное стекло содержит, мас.%: оксид цинка 47 - 53, оксид бора 38 - 42, оксид калия 1,8 - 2.2; оксид натрия 1,0- 1,6: оксид свинца 4,4-5,0; оксид бария 1,8 - 2,2.