Шихта для изготовления керамического материала Советский патент 1983 года по МПК C04B35/468 

(54) ШИХТА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

КЕРАМИЧЕСКОЮ МАТЕРИАЛА

Изобретение относится к керамическим материалам, используемым в радиоэлект ронике, в частности для изготовления высокочастотных конденсаторов, а также для комбинированных феррито-керамичес- ких элементов радиоэлектронной аппаратуры (РЭА). В целях дальнейшего улучшения выходных параметров и повышения физико-механических свойств узлов и деталей РЭА необходимо использование материалов с п вышенным значением диэлектрической проницаемости, малыми диэлектрическими потерями, строго определенньви и минимальным по абсолютной величине значением температурного коэффищхента диэлектрической проницаем : сти, достаточной механической прочностью. Крюме того в современных конструкциях РЭА нашли mkpoKoe применение устройства, использующие керамику в сочетании с феррита ми различных марок, в которых необходимо сочетание материалов по коэффициенту линейного термического расширения. iB связи с этим насущной необходщуюспью является получение керамяч)еского материала, обладающего наряду с вьхиеуказан- ными свойствами коэффициентом линейного термического расширения (КЛТР), лежащ1Ш в интервале значений порядка (92-1ОО) 1О градГ .Такими значениями КЛТР обладают никель-шшковью и магниевые ферриты высокочастотной группы, отличающиеся рядом преимуществ, и, в частности, малыми norepsiMH, и малым температуршлм коэффициентом начальной магнитной прсшицаемости в широком ин« тервале температур. Известны керамические материалы, синтезированные в системе окислов TiOj, ТУОд, SrO.j,UQaO,,i .Оу имеющие диэлектрическую проницаемость (Е ), равную 32,7-46,6, а температурный коэффициентдаэлектрическбй проницаемости. (ТК ) - (-10-75). 10- град- f 1J . Однако ТК С указанных материалов является недостаточно стабильным.

Известен керамический материал, состоящий из CciTiO, , МОП10.„облалаю1ций 30, ТК ° i-lOO/10 град- 2 .

Недостатком данного материала явпяется высокое значение ТК .

Известен также керамический материал на основе соединений ShCO Zr02. T-tOj ./AnOo, двухстроншевого бората, обладающий следующими диэлектрическими характеристиками: 30, %сГ ЗхЮ-;, ТК (-80i20)y . З .

Недостатками данного материала sreляются повьпненное значение ТК 6 я

ПР данном значении , что создает трудности .нспользовш ия материала в РЭА, работающей на высоких частотах в интервале рабочих темнератур (20- 200 С), а таюке несогласованность

КЛТР с КЛТР никель-цинковых и магниевых ферритов, вызьшающая в ферритах значительные внутренние напряжения, неблагоприятно сказьшающиеся на их электромагнитных параметрах.

Наиболее близкой к предложенной по техз ическому рещению является шихта для керамического материала для высокочастотных конденсаторов состава Ьс|ЬИ2

Tn O-ja Д® bvi-Ьа ,СЕ , Ри ,

Nd . 5m 5u . который характеризуется значениями ТК 6; +100-(-750) 10 гра при значениях-bgicr 2-3 vlO- - и 8«1С -e-lO-i oM.CM при . Диэлектрическая проницаемость материала составляет 8О-95. Шихта содержит TiOo. ,BaCOj,H оксид Lh 4 .

Однако ТКЛР материала существенно отличается от ТКЛР ферритов

Целью изобретения является снижение температурного коэффициента диэлектриг ческой проницаемости и приближение коэффициента лицевого термического расширения дшшого материала к никельцинковым и магниевым ферритам.

Поставленная цель достигается тем, что шихта для термического.керамического материала состава БаТ-i/), Ме2.О где Мб - трехвалентный элемент, включающая TiOo./ЬС} СОэ, и МваО, содерншт в 1сачествё трехвалентного элемента алюминий при следующем соотношении компонентов, мае. %:

TiOa 47,5-51,5 ftaCOi, 30,0-32,1 АВгО,, 16,4-22.5

Материал шлеет диэлектрическую проницаемость при частоте 10° Ги 26-30, тангенс угла диэлектрических потерь 5. 10, температурный коэффициент диэлектрической проницаемости (О ilO) f МО град.-, предел прочности при статическом изгибе - не менее 100 МПа, коэффициент линейного термического расширения {99il)lCrград..

Материал получают термообработкой смеси исходных компонентов, взятых в требуемом соотношении после их совместного помола в течение 8-10 ч. в шаровой мельнице при соотношении материал.шарьг :.

Синтез материала проводят при , спек измельчают до удельной поверхности 5000±SOO , формуют загоотовки с использованием в качестве пластификатора 6%-ного поливинилового спирта, прессуют пластины при удельном давлении прессования 9О-10О МПа и обжигают при 1350-140СРС.

В табл. 1 приведены результаты рентгеноструктурного анализа материала, полученного при различном содержании

Ае2,0з.

в табл. 2 и 3 приведены составы и электрофизические свойства материала на основе предложенной шихты, а в табл. 1 - сравнительные ТКЛР феррита и материала на основе предложенной и известной шихты.

Экономический эффект от применения предложенного изобретения заключается замене дорогостоящих окислов редкоземельных элементов недефицитным и дешевым сырьем (АбаОг ),

Предлагаемый материал может быть использован не только для ВЧ конденсатров. Благодаря сочетанию полученных у него электрофизических И теплофизичесни свойств (ТКЛР) область применения его расширена: материал преимущественно может быть использован в качестве активизирующего диэлектрика в комбинированных феррито-керамических элементах радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), например ферритовых фазовращателях различных TifflOB, и других приборов с электромагнитоуправляемыми характеристиками, где необходимо иметь определенное сочетание электро-теплофизических свойств.

Количество мае, % ij

Диэлектрическая проницаемсють на

Тангенс угла диэлектрических потерь на f 1О Гц

Температурный коэффициент диэлектрической проницаемости в интервале 2О-20О, град-io

Коэффициент линейного терии- ческого расширения, град 10

Предел прочности при статическом изгибе, МПа

Таблица

Фазовый состав

Та6лица2

ТабйицаЗ

/

3O

26

28

sacH

0±1O

OilO

0±1O

99tl

99tl

99±1

100

lOO

lOO

Формула изобретения

Шихта для изгютовления керамического материала состава ЬаТчд Мб aOfа . Me - трехвалентный элемент, включающая TiOi fBaCO, и Меа% отличающаяся тем, что, с целью снижения температурного коэффициента диэлектрической проницаемости и приближения коэффициента линейного термического

расширения данного материала к никельцинковым и магниевым ферритам, она содержит в качестве трехвалентного эле-, |мента алюмшшй при следующем соотноше нии компонентов, мае. %:

Таблица4

TiOi47,5-51,5

boCOi 30,1-32,1 АВо-Ог 16,4-22,5 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№ 518931, кл. С О4 В 35/00, 1977.

4.Авторское свидетельство СССР № 632176, кл. С O1G 23/60j 1979 (прототип).