Диэлектрический материал

Диэлектрический материал

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Л, А. Башкиров, Э. 3. Кацнельсон и E.. .Ф, Шаповалова- —.

t (72) Авторы изобретеиия

f !

Институт физики твердого тела и полупроводников

АН Белорусской ССР

4 (7I) Заявитель (54) ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ NATEPHA JI

0,001-29,75

19,75-49,75

Изобретение относится к диэлекгриче, ским материалам с повышенной диэлектрической проницаемосгью, используемык для изготовления малогабаритных конден« саторов в области низких и средних частот.

Известен диэлектрический материал(1) следующего состава, мол.%:

Окись железа 49

Окись никеля 51 10

Один ипи более окислов, выбранных из группы: титан, кремний, цирконий 0,5-2

Недостатком указанного материала является низкое значение диэлектрической проницаемости при большой величине тангенса угла потерь.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является диэлектрический материал, обладающий высокой диэлектрической проницаемостью и имеющий малый тангенс угла потерь (2). Состав материала следующий, мол,%:

Закись никеля

Окись цинка

Окись элемента, выбранная из группы, содер жа щей; пятиокись ниобия 0,5-3

- окись титана 0,5-1 окись кремния 0,5-3 окись железа Остальное

Материал имеет следующие свойства:

Диэлектрическая проницаемость 83000-252000

Тангенс угла потерь О, 25-0,88

Удельное элекгросопротивление, Ом.см

Недостатком известного материала является сильная частотная зависимость диэлектрических свойств, что препягсгвуег применению его в радиотехнических устройствах с широким частотным диапазоном, 859334

Бель изобретения — повышение частот ной стабильности тангенса угла потерь и диэлектр ической проницаемости.

Указанная цель достигается тем, что диэлектрический. материал, содержащий окись железа, закись никеля, окись цинка и пятиокись ниобия, дополнительно содержит окись алюминия при caeaymmeM соотношении компонентов, .мол.%:

Закись никеля 14,85-15,00 1о

Окись цинка 34,50-34,6 5

Пятиокись ниобия 0,90-1,00

Окись алюминия 1,23-2,48

Окись железа Остальное

Состав предлагаемого диэлектрическо- t 5 го материала соответствует химической формуле искаженного шпинельного соединения где Х=1,90-1,95; g =0,009-0,01.

Предлагаемый материал получают следующим образом.

Рассчитанное по химической формуле количество окислов в граммах смешивают, Свойства

-t.gg p Ом. см (1 кМ (50 Гц) 14е85 34т65

1240000

48,26

4,716 11,985 32,762 0,535

3g920000

2,48

41744 12 058 32е 1 18 1 в078

159000 0 30

2,48 0,90

1,080 0,514

4> электрических свойств при меньшем значении Egg

В iàáë. 2 приведены частотные зависимости диэлектрических параметров

50 предлагаемых и известного составов.

Таблица 2

140

195 199

166 168

486

17 17

15 22

0,1

207

0,4 ((и1с),,(ьо)„,Fe„Ae „о,1„„ иьр,1„, 14,85 34,65 47,02

15,00 34,50 47112

41791 12з011 32в 167

Как вмяо из табл. 1, предлагаемый материал имеет высокие значения диэлек рической проницаемости и малый тангенс угла потерь.

Оптимальным является состав 1, имеющий лучшую частотную стабильность ди-, затем смесь подвергают размалыванию в вибромельнице в течение 12 ч с применением дистиллированной воды, вес которой вдвое больше веса смеси. Образцы прессуют со связкой - 10%ным водным раст» вором поливинилового спирта под давлением 1,5т. и отжкгают в силитовой печи по следующему режиму: обжиг на воздухе при 1100-1200 С в течение 4-6 ч, затем медленное охлаждение до 1000 C со скоростью 50 С/ч, даже — по 100 С/ч;

При этом получают диэлектрический материал, количественный и качественный состав которого соответствует химической формуле искаженной. шпинели., Большая частотная стабильность диэлектрических свойств предлагаемого материала по сравнению с известным обе спечивается введением в шпинельную решетку окиси алюминия, что приводит к нарушению путей электронного обмена, повышению удельного электросопротивления и снижению потерь в более широком частотном диапазоне.

Б табл. 1 приведены составы предлагаемого диэлектрического материала и его основные свойства, Ф

Таблица 1

Х,ОО 15ВООО О.19

0,560 х,оо 1ВОООО О,ЗВ

0,563

659М4 продолжение табл.2

С,. 1 О для состава

Частота," кГп, % для состава

1 2 известного

1 2 известного

0,7

16 28

19 .35

23 45

30 64

43 98

59 140

156 156

151; 151

144 140

133 125

119 108

108 100

160

1,0

147

127

105

110

З,О

6,0

197

260

ВКИИПИ Заказ 7462/38 Тираж 660 Подписное

Филиап ППП Патент, г. Ужгород,ул,Проектная.4

Как видно кэ табл. 2, предлагаемый материал по сравнению с известным имеет лучшую часто иую стабильность диэлектрических свойств. Йейсгвительно, если при 1 кГц предлагаемый матери-ал имеет почти равную с известным диэлектрическую проницаемость и примерно на 60% меньшее значение ЬуД, то с уменьшением или увеличением часгогы это расхождение значительно увеличивается. Так, прк росте частоты с 0,1 до

10 кГц у предлагаемого материала снижается менее чем в 2 раза, а у кзвесгного - почтя в 6,5 раэ. Значенке ГД в атом диапазоне у состава 1 не превышает .60%, а у состава - 2 — 100% (исключая частоту 10 кГц)„roraa как у известного этот параметр выходит эа пределы 100% как на низких, гак и на высоких частотах, имея неширокий минимум в районе частоты 2 кГц. Столь эначигелькое улучшение частотной стабильности диэлектрических свойств в предлагаемом материале обеспечивается введвнием в ферригную матрицу ионов А8. Замеl6as в шпиндельной решетке ионы железа, алюминий затрудняет электронный обмен между ионами Fe и Fe, возникающий х+ при наложении внешнего поля и лежащий:

s основе алектрической поляризации ферритов, В результате несколько снижаегся диэлектрическая проницаемость, но одно временно улучшается частотная стабильность диэлектрических свойств.

Более стабильные по частоте диэлектрические свойства предлагаемого материала при достаточно высокой диэлектрической проницаемости и малом гангенсе уг ла потерь позволяют получить меньшие по весу монолитные конденсаторы для при

20 менения в широком диапазоне при относительно дешевом сырье, а гакже сэкономить драгоценные металлы (платину, палладий), идущие на изготовление обкладок ком енсаг оров.

Формула изобретения

1. Йкэлекгрический материал, содержащий окись железа, закись никеля, окись цинка и пягиокись нкобия, о г л и ч а ю30 шийся тем, что, с целью повышения частотной стабильности тангенса угла потерь и диэлектрической проницаемости, он дополнительно содержит окись алюминия при следующем соотношении компонентов молЛ:

Закись никеля 14,85-15,00

Окись цинка, 34,50 -34,65 °

Пягиокись нкобия 0,90-1,00

Окись алюминия 1,23-2,48

Окись железа Остальное

2. Материал по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что его состав выражен химической формулой

„(ь о) . шиа>о, FeÀ6 -„oâ1í "2ъъ

i где х =* 1,90 - 1,953

Ч = 0,009-0,01.

Источники информации, 5О принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ % 1300055, кл. 80в, Bj232, отблик. 1960, 2. Авторское свидетельство СССР по заявке ¹ 2529028/02, 55 кл, С 04 В 35/26. 1977.