Шихта для изготовления керамического материала Советский патент 1977 года по МПК C04B35/14 

1

Изобретение относится к радиоэлектронике, в частности к керамическому материалу с низким коэффициентом термического расширения (КТР).

Известен керамический материал на основе кристаллизующейся стеклофритты системы Li2O-А 2Оз-SiOa с КТР в интервале температур О-1000°С менее 1510-Vгpaд. С. Такой материал при отношении А12Оз/Ь12О в пределах 1,0-1,5 имеет следуюш,ий состав, вес. %: Li2O 3,5-7,5; AUOg 5-30; SiO2 65-80 .

Материал изготавливают по стекольной технологии, включающей термическую обработку в платиновых тиглях при температуре 1500-1600°С. При этом необходимо проводить направленную кристаллизацию со специальными добавками в качестве инициатора кристаллизации с целью получения материала с КТР, близким к нулю.

Стекольная технология не позволяет изготавливать образцы сложной конфигурации, необходимой для применения в приборах СВЧ.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является шихта для изготовления керамического материала, включающая, вес. %:Si02 72-73,0; А120з 13,0-13,6 (в виде пирофиллита); Ы2СОз 14,4 2.

Однако известный материал имеет нестабильные свойства, вызванные зависимостью

их от материалов различных месторождений пирофиллита.

Цель изобретения - повышение стабильности коэффициента линейного расширения в интервале температур 20-200°С.

Достигается это тем, что шихта, включающая SiOa, АЬОз и Ы2СОз, дополнительно содержит 25гО-В2Оз при следующем соотношении компонентов, вес. %:

АЬОз18,9-19,6

SiO261,8-64,3

Li2C0314,5-15,1

23гО-В20з1 - 4,8

Введение добавки двухстропциевого бората обеспечивает получение керамических изделий с низким значением КТР по технологии изготовления керамики, что позволяет в свою очередь стабилизировать физические свойства.

Пример. Для получения материала предлагаемого состава используют реактивы: двуокись кремния, окись алюминия, литий углекислый.

Двухстронциевый борат (25гО-В2Оз) синтезируют при температуре 1150 + 20°С из борной кислоты (НзВОз 70,2 вес. %) и углекислого стронция (5гС(Эз 29,8 вес. %) и размалывают до величины зерна 1-2 мкм.

Для получения изделий сложной формы синтез ведут в два приема.

Вначале тщательно смешивают мокрым способом окись алюминия, окись кремния и литий углекислый в фарфоровой мельнице при соотношении массы, шаров и воды, равном 1:2:2, в течение 12-14 ч, затем массу просушивают, гранулируют и обжигают в керамических корундовых лодочках при температуре 1300 ± 20°С.

При сухом помоле спека вводят двухстронциевый борат. Введение менее 1 % двухстронциевого бората не обеспечивает получение материала с низким КТР при спекании, что вызывает непригодность его применения в резонаторе устройства. Введение более 4,8% двухстронциевого бората приводит к деформации и оплавлению образцов, к увеличению

КТР, это вызывает непригодность его применения в резонаторе СВЧ.

Изделия формуют методом горячего литья под давлением. Окончательный обжиг проводят при температуре 1250±20°С. Оптимальное содержание шихты для предлагаемого керамического материала следующее, вес. %: АЬОз 19,3; SiOa 63,4; LiaCOg 14,9; 25г-В2Оз 2,4.

Состав и свойства предлагаемого керамического материала приведены в таблице.

На основе предлагаемого материала с указанными свойствами были изготовлены стержни резонаторов СВЧ приборов. Использование

литиевой керамики позволило создать 2-3-х кратный запас разрабатываемых приборов СВЧ техники по стабильности.

Формула изобретения Шихта для изготовления керамического материала, включающая АЬОз, SiOs, LizCOs, отличающаяся тем, что, с целью повышения стабильности коэффициента линейного расширения в интервале температ ур 20- 200°С, она дополнительно содержит 25гО-В2Оз 25 соотношении компонентов. следующем %: 20 АЬОз18,9-19,6 SiOg61,8-64,3 ЫгСОз14,5-15,1 25гО-В2Оз1 - 4,8 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 3681097, кл. 106-39, 972. 2. «J. Сегат. Soc. Jap., 1973, V 81, 931, . 8190.