Шихта для изготовления керамического диэлектрического материала

Шихта для изготовления керамического диэлектрического материала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ШИХТА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКОГО ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА , содержащая диоксид циркония, оксид стронция, пентоксид тантала, огнеупорную глину и борат кальция, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения возможности обжига керамики в восстановительной водородной атмосфере и снижения температурного коэффициента диэлектрической проницаемости, она содержит указанные компоненты в следукяцем соотношении, мае. %: Диоксид циркония 36,3-37,5 Оксид стронция 36,0-37,1 Пентоксид тантала 23,2-23,9 Огнеупорная глина 1,0-3JO Борат кальция 0,5-1,5

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„,SU„„1 1 06806 ш C 04 В 35/48

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

36, 3-37, 5

36,0-37,1

23,2-23,Я

1,0-3 iО

0,5-1,5 (21) 3485194/29-33 (22) 25.08.82 (46) 07.08.84. Бюл. Р 29 (72) И.Г.Слатинская, Е.И.Шуршалова, К.Е.Лискер и М.С.Кравчик (53) 666.655(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 478813, кл. С 04 В 35/00, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 757498, кл. С 04 В 35/00, 1977 (прототип). (54) (57) ШИХТА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

КЕРАМИЧЕСКОГО ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОГО МАТЕ.

РИАЛА, содержащая диоксид циркония, оксид стронция, пентоксид тантала, огнеупорную глину и борат кальция, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения возможности обжига керамики в восстановительной водородной атмосфере и снижения температурного коэффициента диэлектри" ческой проницаемости, она содержит указанные компоненты в следукицем соотношении, мас. Ж:

Диоксид циркония

Оксид стронция

Пентоксид тантала

Огнеупорная глина

Борат кальция

И

СР

С5

Об

Ю

1 1

Изобретение относится к диэлектрическим керамическим материалам, пригодным к обжигу- н восстановительной среде, и может быть использовано для изготовления высоко«астотных конденсаторов.

Проведение обжига керамики в восстановительной водородной среде позволяет испольэонять в кя«естве элект родов вместо благородных металлов (серебра, платины, палллдия) более дешевые тугоплавкие металлы (молиб— ден, марганец, никель и др.). Однако это возможно только в том случае, если керамический материал н ятмосфе ре водорода не восстанавливается и сохраняет значения своих электрофиэических параметров ня том же уровне, что и при спекянии на воздухе.

Известен высокочастотный невосстлнанливающийся беститановый материал на основе системы ллюминат лантана цирконат бария (АЛЦБ), Шихта (! 1 для его изготовления имеет следующий состав, мас, 7:

Диоксид циркония 6,3-21,9

Оксид бария 8,3-27,7

Оксид алюминия 11,9-19,7

Оксид лантана 37,5-62,7

Глина 1,5-2, 5

В зависимости от соотношения компонентов материал системы ЛЛПБ относится к разным группам TKF. и обладает различной величиной диэлектрической проницаемости.

При содержании оксидов, мас. 7-.:

Диоксид циркония 10-12

Оксид бария 13-15

Оксид алюминия 17-!9

Оксид лантаня 56-58 материал имеет следующие характеристики: ТК о" =0; Е =23-2б; t.I. (4-5) . 10

-4 у 10 Ом см.

Этими свойствами обладает керамика, спеченная как на воздухе, TBK H

Н водороде, т.е. материал является устойчивым к обжигу в восстановительной среде. При таком обжиге н кячест ве электродов можно использовать те Mpòàëçòû, которые н кислородной среде окисляются, — молибден, марганец, никель и др. Они гораздо дешевле дорогих и дефицитных благородных металлов (серебра, платины, пялллдия), что существенно снкжяет стоимость конденсаторов.

Недостатком данного материала является относительно невысокие знлчения диэлектри«еской проницяемос, 40 ти.

Наиболее близкой к предлагаемой является шихта f 2 ) для изготовления

5 керамического диэлектри . ского материала с- едующего составл, млс. 7.:

Пентс ксид тантала 41,0-53,5 ,п,иок<-.ид циркония 13,0-18,5

Углекислый стронций 32,0-35,0 !

0 I opa

Огнеупорная глина 1,0-4,0

Недостатком материала, полу4енно— го, з известной шихты, является невозможность обжига в среде водорода, что препя гствует использованию элек-родов иэ неблагородных металлов, л также относительно нысокие значения температурного коэффициента диэлектрической провицяемости TKF, в частности для состава, содержащего

51 мяс, % Тя О, ТКЕ= -470 10 гряд

-6

2 а (для интервала температур 30-85 С) при диэлектрической проницаемости

E/Е,,=80.

Пелью изобретения является обеспечение воэможности обжига керамики в восстановительной водородной атмосфере и снижение температурного коэффициента диэлектрической проницаемости.

Указанная цель достигается тем, что шихта для изготовления керамического диэлектрического материала, содержяшая диоксид циркония, оксид стронция, пентоксид тантала, огнеупорную глину и борят кальция, содержит указанные компоненты в следующем соотношении, млс. 7.:

Диоксид циркония 36,3-37,5

Оксид стронция 36,0-37, 1

Пентоксид тантала 23,2-23,9

Огнеупорная глина 1,0 — 3,0

Борат кальция 0,5-1,5

Борат кальция вместе с огнеупорной глиной выполняет роль минерали45 затора, я основные компоненты образуют твердый раствор составл 0,85

Бг/гОЗ 0,15 БгТя О

2 6

При содержании мине рялиэаторя (1,57, спечь керамику до 1550 Ñ не удается. При увеличении количества минерализаторя до 5% и вьш е возрастает величина диэлектрических потерь в керамике, т,е. ухудшаются ее свойства.

П р и и е р 1. Полу«ение материала состава О,!5 SrTa>06-0,85 8rZr0

3 (основа) с О, 77. минерялиэятора (гли на и борат кальция).

1106806

Для получения 250 r материала в реактор вливают осадители — 380 мл

2,61 M раствора углекислого аммония и Зf5 мл 11 М раствора аммиака.

При перемешивании в раствср вчосят

60,8 r пентоксида тантала. с содержанием основного вещества 99,7 . После

10-минутного перемешивания медленно прил . вают смесь 0,85 М раствора азот нокислого циркония и 1,35 М азотнокислого стронция, соответственно

915 мл и 675 мл. Суспенэию перемешивают 0 5 ч. Осадок отфильтровывают, шихту прокаливают при 1250 С в течение б ч. В полученную таким образом основу вводят 0,62 г бората кальция и 1,25 г огнеупорной глины, смешивают в течение 1-1,5 ч и спекают керамику в атмосфере водорода при f3701430 С в печи с силитовыми нагревателями или при 1450-1550 С в печи с молибденовыми нагревателями. При всех условиях керамика получается плохо спеченной (пористость более 5 ), на нее нельзя нанести электроды и измерить электрофизические свойства.

Состав шихты при введенном количестве минерализатора следующий, мас. :

Диоксид циркония 37,8

Оксид стронция 37,4

Пентоксид тантала 24,1

Борат кальция 0,2

Огнеупорная глина 0,5

Пример 2. Получение материала состава 0,15 $гТа О -0,85 SrZr0> (основа) с 1,5 минерализатора .(глйна и борат кальция).

Для получения 250 г материала в реактор вливают осадители: 380 мл

2,6 1 M раствора углекислого аммония и 315 мл 11 M раствора аммиака. При перемешивании в раствор вносят 60,8 r пентоксида тантала с содержанием основного вещества 99,7 .. После

10-минутного перемешивания медленно приливают смесь 0,85 М раствора аэотнокислого циркония и 1,35 M азотнокислого стронция, соответственно

915 мл и 675 мл. Суспензию перемешивают 0,5 ч. Осадок отфильтровывают, шихту прокаливают при 1250 С в течение б ч.

В полученную таким образом основу вводят 1,25 г бората кальция и 2,$ г огнеупорной глины, смешивают в течение 1-1,5 ч и спекают керамику в атмосфере водорода при 1370-1430 С.

Пористость керамики составляет менее 1, а ее электрофизические свой Ъ ства следующие: р у>10 Ом -см;

ТКЕ= -26 .10, К ; Г=33- tge" до увлажнения =(5-7). 10 4; tgd после увлажения =(6-8) -10 + °

Состав шихты при введенном количестве минерализаторЬ следующий, мас. :

f0 Диоксид циркония 37,5

Оксид стронция 37,1

Пентоксид тантала 23,9

Борат кальция 0,5

Огнеупорная глина 1,0

15 Л р и м е р 3. Получение материала состава 0,15 SrTa20 -0,85 Sr7r03 (основа) с З минерализатора (глина и борат кальция).

Для получения 250 г материала

20 в реактор вливают осадители: 380 мл

2,61 M раствора углекислого аммония и 315 мл 11 М раствора аммиака. При перемешивании в раствор вносят 60,8 г пентоксида тантала с содержанием

25 основного вещества 99,7 .. После

10-минутного перемешивания медленно приливают смесь 0,85 М раствора азот .нокислого циркония и 1,35 М азотнокислого стронция, соответственно

3ff 915 мл и 675 мл. Суспенэию перемешивают 0 5 ч. Осадок отфильтровывают, шихту прокаливают при 1250 С в течение 6 ч.

В полученную таким образом основу вводят 2,5 r бората кальция и 5,0 г огнеупорной глины, смешивают в течение 1-1,5 ч и спекают керамику в атмосфере водорода при 1370-1430 С.

Пористость керамики намного меньше

40 1, а ее электрофизические свойства следующие: 9„ =10 Ом-см; ТКЕ=-22 х10 К "; g =34; tgd"до увлажнения =(5-6) 1О 4; tp d" после увлажнения=(5-6) -10

45 Состав шихты при введенном количестве минералиэатора следующий, мас. :

Диоксид циркония 36,9

Оксид стронция 36,5

Пентоксид тантала 23,6

Борат кальция 1,0

Огнеупорная глина 2,0

Пример 4. Получение материала состава 0,15 $гТа20 -0,85 $гЕгО(основа) с 4,5 минерализатора (глина и борат кальция).

Для получения 250 г материала в реактор вливают осадители: 380 мл

2,6 1 М раствора углекислого аммония

11068

Составитель H,Ôåã üäìàí

Редактор Н,Егорова Техред Т.Фанта Корректор О,Луговая

Заказ 5716/18 Тираж 606 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Ряушская наб., д. 4/5

Филиал . П "Патент", г.Ужгород, ул,Проектная, 4 и 315 мл 11 М раствора аммиака, При перемешивании в раствор вносят 60,8р пентоксида тантала с содержанием основного вещества 99,7%. После

10-минутного перемешивания медленно приливают смесь 0„85 М раствора азатнокислого циркония и 1,35 М азотнокислого стронция, соответственна

915 мл и 675 мл. Суспензию перемеши" вают 0,5 ч. Осадок отфильтровывают„ 10 шихту прокаливают при 1250 С в течение 6 ч, Б полученную таким образом основу вводят 3,75 г бората кальция и 7,50 г огнеупорной глины, смешивают B тече- l5 ние 1-1>5 ч и спекяют керамику в атмосфере водорода при 1370-1430 С.

Пористость керамики составляет намного меньше единицы, я ее злектрофизические свойства следующие: 9., =10 Ом « 20 I3

«см;, TKE=+24 -10, К "; F. =34; tg с(" до увлажнения =(3-6) 10 ; tg d ïîñëå увлажнения =-(4-7) -10 .

Состав шихты при введенном количестве минерализатора следующий, 25 ,мас. %:

Диоксид циркония 36,3

Оксид стронция 36,0 .Пентоксид тантала 23,=

Борат кальция 1,5

Огнеупорная глина 3,.0

Пример 5. Получение материала состава 0,15 БгТа О -0,85 SrZr03 (основа) с 6% минерализатора (глина и борат кальция), Для получения 250 г материала в реактор вливают осадители: 380 мл

06 б

2,61 М раствора углекислого аммония и 315 мл 11 М раствора аммиака. При перемешивании в раствор вносят 60,8 r пентоксид.,я тантала с содержанием основногс вещества 99,7%. После

10-минутного перемешивания медленно приливают смесь 0,85 М раствора аэатнокислагс циркония и 1,35 M азотнокислого стронция, соответственно

915 мл и 675 мл. Суспензию перемешивают 0,5 ч. Осадок отфильтровывают, шихту прокаливают при 1250 С в течение 8 ч.

B па.пученную таким образом основу вводят 5 г бората кальция и 10 огнеупорной глины, смешивают в течение 1-1,5 ч и спекают керамику в ат-мосфере водорода при 1370-1430 С, Пористость керамики составляет намного меньше единицы, а ее электрафизические свойства следующие: p >10 " Ом «

«см; TKF==8. l0 К " E =29; до увлажнения =29 ; tgd после увлажения =59 -10 1.

Состав шихты при введенном количестве минералиэатаря следующий, мас. %:

Диаксид циркония 35,7

Оксид стронция 35,5

Пентаксид тантала 22,8

Борат кальция 2,0

Огнеупорная глина 4,0

Керамика, полученная из укаэанной пихты, не может быть использована в высокочастотных конденсаторах иэза большой величины диэлектрических потерь.