Диэлектрик для конденсатора Советский патент 1981 года по МПК H01G7/00 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к диэлектрикам для конденсаторов переменной емкости, изменяющейся при изменении частоты электрического напряжения, которые могут Оыть использованы, в частности, в еле дящих фазовращателях. Быстроту изменения емкости таких конденсаторов при изменении частоты электрического напряжения можно харак теризовать частотным коэффициентом емкости К Eg (,j)/Eg(fi/f) , где С и Сл - емкости конденсатора, измеренные при частотах электрического напряжения f и f2 соответственно. Чем большую величину имеет частотный коэффициент емкостл, тем быстрее изменяется емкость конденсатора при изменении частоты электрического напряжения. Известен диэлектрик для конденсаторов переменной емкости, изменяющейся при изменении частоты электрического напряжения, состоящий из гетерогенной смеси эмульсионного полистирола и алю(миниевой пудры |. Недостаток такого диэлектрика заключается в малом частотном коэффициенте емкости конденсатора, не превышаняцем 18%. Это не позволяет достаточно быстро изменять емкость конденсатора изменением частоты электрического напряжения, что, в свою очередь, не позволяет использовать конденсаторы с таким диэлектриком в следящих фазовращателях. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является диэлектрик для конденсатора на основе титаната свинца,включающий добавку ела элемента из подгруппы скандия tz. Недостаток этого диэлектрика заключается также в малом частотном коэффициенте емкости, достигающем 66%. Цель изобретения - повьшение частотного коэффициента емкости. Указанная цель достигается тем, что диэлектрик для конденсатора на нове титаната свинца,включающего добав ку окисла элемента из подгруппы скандия, дополнительно содержит стекло при следующем соотношении компонентов вес.%: Титанат свинца, включающий добавку окисла элемента из подгруппы скандия 95-99 Стекло1-5 При этом стекло содержит, вес.%: РЬО 37-45 GeOj 38-51 12-17, а в качестве добавки окисла элемента из подгруппы скандия используют окис лютеция. Диэлектрик для конденсатора получа ют смешиванием исходного титаната свинца с добавкой окиси лютеция и стекла, предварительно измельченных до прохождения через сито 10000 отв. /см. или операции измельчения и смешивания провидят совместно. Исходный материал - титанат свинц с добавкой окиси лютеция - получают по обычной керамической технологии. Синтез проводят из окислов РЬО, TiO , взятых в следующем соотношении вес.%: РЬО 73,35; ТЮ 26,0; LuQQ.,, 0,65. Температура синтеза 750-900С, время выдержки при этой температуре 24 ч. Стекло получают сплавлением окис лов РЬО, GeO-ij платиновом тиг ле при 1150-1200С в течение 1-2 ч с последующей закалкой на воздухе. Для получения диэлектрика для кон денсатора из смесей титаната овинца добавкой окиси лютеция со стеклами прессуют образцы, например,.в виде дисков диаметром 12 мм и толщиной 23 мм. Затем их обжигают в камерной электрической печи при 1000-1050 С в течение 3-4 ч в засыпке состава, вес.%: PbTiO 90; MgABi04 Ю. Подьем температуры в печи осуществляют со скоростью 200-250 град/ч, охлаждение со скоростью 80-120 град/ч (потери в весе образцов не превьшзают 0,5%). Полученные диски шлифуют до толщи ны 1 мм и наносят электроды на повер ность образцов методом вжигания сере ряной пасты. Состав диэлектрика, Пример. ес.%: Pb(Tij,gg о. 95 и стеко 5. Состав стекла, вес.: РЬО 39; eOi 47; , 14. Приготовление титаната свинца с обавкой окиси лютеция, стекла и диэлектрика для конденсатора из них проводят по вышеописанной технологии. емпература синтеза титаната свинца с добавкой окиси лютеция , время синтеза 24 ч, Температура сплавления окислов для получения стекла 1150с, время сплавления 2 ч. Температура обжига образцов смеси титаната свинца с добавкой окиси лютеция do стеклом , время обжига 4 ч. Аналогично получают диэлектрики для конденсаторов составов, приведенных в табл. 1 и 2. Для характеристики конденсаторов с предлагаемыми диэлектриками проводят измерение их емкости при различных частотах электрического напряжения. Измерения проводят методом фазочувствительного вольтметра. Результаты испытаний и составы диэлектриков, использованных в опытах, приведены в табл. 1 и 2. Конденсатор с предлагаемым диэлектриком при содержании стекла 1-5 вес.% имеет частотный коэффициент емкости в пределах 93-105%. При меньшем или большем содержании стекла керамический материал плохо спекается и образцы обладают большой пористостью. Частотный коэффициент емкости конд« нсатора из диэлектрика РЬ(Т о, составляет 66%, а из диэлектрика Рbit 0л - 56%. Как видно из табл. 2, оптимальным является следующее соотношение окислов в стекле, вес.%: РЬО 39; СёОл 47; 1 Ъ Р подходе к предельным соотношениям содержания окислов в стекле частотный коэффициент емкости конденсатора снижается. При выходе за пределы соотношения окислов в стекле частотный коэффициент емкости конденсатора уменьшается до значений, которыми характеризуется известный диэлектрик. . Предлагаемый диэлектрик имеет частотный коэффициент емкости в 1,5 раза превышающий .частотный коэффициент емкости известного, что улучшает характеристики следящих фазовращателей.

е

S

t о t

г

см

ш о

S

.у

XI

х о.

Ck. Формула изобретения Диэлектрик для конденсатора на основе титаната свинца, включающего добанку окисла элемента из подгруппы скандия, отличающийся тем, что, с целью повьшения частотног коэффициента емкости, он дополнительно содержит стекло при следующем соот ношении компонентов, вес.%: Титанат свинца, включающий добавку окисла элемента из подгруппы скандия 95-99 Стекло1-5

Таблица 2 При этом стекло содержит, вес.%: РЬО 37-45 GeOi 38-51 ( -J I f. , I a в качестве добавки окисла элемента из подгруппы скандия используют окись лютеция. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР № 132721, кл.Н OlG 7/06, 30.09.56. 2. Кристаллизация и свойства кристаллов. Сборник, вып. 2. Новочеркасск, 1975, с. 18 (прототип).