Керамический материал

 

КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ для изготовления высокочастотных термокомпенсирующих конденсаторов,содержащий ZnO, ИЛИ PrgOj, ИЛИ Nd203 И TiO, отличают И и ся тем, что, с целью повышения удельного объемного электросопротивления и диэлектрической проницаемости, а также умейьшения температурного коэффициента диэлектрической проницаемости, он содержит компоненты в следующем соотношении, мол.% ZnO50-55 или РГ204, 22-25 , или 22-28 TiO.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН вЂ” - †.

22-28

Т10 2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO QE AM H30EPETEHMA И ОТНРЫТМЙ (21) 3454472/29-33 (22) 18. 06.82 (46) 15.11.83. Бюл. М 42 (72) Н.В.Поротников, О.В.Сидорова, К.И.Петров, Л.С.Илющенко и В.Н.Разумов (71) Московский ордена Трудового

Красного Знамени институт тонкой химической технологии им. М.В.Ломоносова (53) 666.638(088.8) (56) 1. Патент ПНР Р 87270, кл. С 04 В 35/46, опублик. 1976.

2. Заявка Японии Р 53-114812, кл. С 04 В 35/00, опублик. 1978.

3. Preparation апй Characterization of La2 ПМО (МCo, Ni, Cu, Zn) pегоvskites, inorg chem, 1977, 40, рр.1543-1454 (прототип).

„„SU„„1O54328 А

g@II С 04 В 35/00, Н 01 0 4/12 (54) (57) КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ для изготовления высокочастотных термокомпенсирующих конденсаторов,содеращий ZnO, La<0> или prгО, или Nd>O> и TiO, отличающийся тем, что, с целью повышения удельного объемного электросопротивления и диэлектрической проницаемости, а также умейьшения температурного коэффициента диэлектрической проницаемости, он содержит компоненты в следующем соотношении, мол.Ъ:

ZnO 50-55

23 2 3 или Nd. O

2 3

22-25

1054328

Изобретение относится к злек .:. технической керамике а именно керамики для изготовления высокочастотных диэлектрических материалов со стабильными н широком интервале тем=

? ператур электрофизическими параметрами. Удельным объемным электросопротивлением (p>), диэлектрической

IlpoHHUàåìoñòüþ (Е ), стабильность которых характеризуется величинами температурных коэффициентов (ТК и ТК и ), применяемых для изготовления высокочастотных конденсаторов термостабильной и термокомпенсационной групп и других электротехнических устройств. 15

Для изготовления высокочастотных конденсаторов необходима электротехническая керамика с положительным температурным коэффициентом диэлектрической проницаемости ТК Я для компенсации отрицательных температурных коэффициентов со следующими электрофизическими параметрами: — 10 " — ) 0 Ом.см; Е = 75-85 ед. прн t, = 20 С, ТК Е = + (100-750 х

1 гр д.

Известен керамический дИэлектрик (1) при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: Tiot 15-75; zroz 70-54;

1 ВГO 3=30 HJIH a

1,0, или их смесь, Известен также керамический конденсаторный материал (2 j c высокой диэлектрической проницаемостью на основе SrТiО>при следую.qe;. соотношении компонентов, мас.Ъ: Вг «О 62,,11- 35

70,11, CaTiO 26,49-31 26;

В12ОЭ 1,38-5,37; т102 0,47-1,84;

К 20 0 2-0 5; 2О

Указанные керамйческие материалы обладают довольно высокими и 4Q стабильными значениями электрофизических параметров.

Однако известные составы для изготовления высокочастотной керамики содержат много компонентов (5-6), что требует при -.вердофазном синтезе тщательного и долговременного мокрого размола, операций сушки и формования. Для получения плотного спека в них используют введение плас- . тификаторов или прессование перед отжигом, высокие температуры синтеза до 1350 С, что усложняет процесс их полу Жния. Кроме того, из-за многокомпонентности шихты в результате неравномерного распределения добавок получаемые изделия не стабильны по своим электрофизическим характеристикам, что приводит к браку ° Величины ТК Я не являются оптимальными для рассматриваемой группы термоком- 60 пенсационных конденсаторов, кроме того, область применения указанных составов для изготовления высокочастотной керамики ограни-1ена опреде"о ленной температурой не более 160 С.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является электротехническая керамика (ЗJ для изготовления конденсаторов, содержащая ZnO, 1.а ОЗ и TiO> при следующем соотношении компонентов, мол,%:

l nO 33,33, j By 33,33; T1O 33,33 °

Однако ее удельное объемное сопротивление не превышает 10 —

10 Ом .см (проводимость 5,5 ° 10 1/Ом :

«см), а температурный коэффициент диэлектрической проницаемости в интервале температур 300-700 К больше 1000 10 6 1/град, что не соответствует требованиям, предъявляемым к высокочастотным конденсаторам рассматриваемой тремокомпенсационной группы. Кроме того, это соединение плохо спекается и поэтому требует введения пластификаторов либо прессование перед отжигом, что усложняет технологию изготовления конденсаторов.

Цель изобретения — повышение удельного объемного электросопротивления и дйзлектрической пройицаемости, уменьшение температурного коэффициента диэлектрической проницаемости.

Поставленная цель достигается тем, что керамический материал для изготовления высокочастотных термокомпенсирующих конденсаторов, содержащии ZnO, I,а О или Pr>O>, HzIH и О3 и ÒiО, содержит компоненты в следующем соотношении, мол.3 :

ZnO 50-55 или Рr О, илн 22-25

22-28

При выходе за пределы, укаэанной области в свойствах электротехнической керамики для высокочастотных диэлектриков наблюдаются значительные ухудшения электрофизических характеристик: понижаются удельное объемное электросопротивление, температурный коэффициент диэлектрической проницаемости выходит за границы области + (100-750 )- 10 1/град., ухудшается спекаемость °

Эти оптимальные электрофизические параметры предлагаемой керамики обусловлены тем, что она представляет собой фазы на основе ромбического перовскитоподобного соединения n â Tio6, улучшение свойств предлагаемого состава по сравнению с чистой фазой ЕпЪа2Т1О по прототипу объясняется тем, что Хлз, располагаясь по границам зерен, образует межкристаллитные прослойки, приводящие к увеличению ру и (Кроме того, в предлагаемых составах полиэдры октаэдрически координированного титана не соприкасаются друг с другом, так как разделены ионами РЗЭ, что обуславливает тем1054328 пературную стабильность электрофизических параметров.

Технология приготовления керамического материала следукщая.

Исходные оксиды ЕпО, Lh ОЭ или

Рг ОЗгили 36203 и Ti02в предлаг

5 вы йределах перетирают в агатовой ступке с ацетоном до гомогенизации и испарения ацетона (3-5 мин ). ПоЭлектрофизические свойства составов

Состав, мол.% б ТК, 1/град, 300 C

300 С 20 С

200С

+ 133 10

)10"" 75

>10)2

50 — 25 - 25

ZnO - Nd2O> - TiO

+ 495 ° 10

3 10 о 74

50 - 22 - 28

ЕпО - La „03 - Ti02

1 10" 73

>10 "

+ 545 10

55 - 23 - 22

ZnO - Ьа20Э - TiC2

>1072

+ 159-10

5 ° 10" 84

50 - 25- 25

ZnO - Pr20> - Ti0

Составы, выходящие за границы области

40 - 40 - 20 2.10 4 ° 10 68

1ZnO - La203 - Ti02

+ 1200 ° 10

104

+ 1014-10

5. 10 " 3 10 70

56-14- 30

ЕпО - Ьа О - Ti02

2 Э

Прототип

33,33- 33,3333,33

La 203

9 10

1 10 60

+ 1000-10

92 > электротехнической керамики до

+300 С. Кроме того, шихта не требу45 ет долговременной гомогенизации, добавления пластификаторов, прессования перед спеканием, изделия могут быть получены в виде необходимых форм и размеров, йе требую@их

5у последукщей обработки, что позволит упростить технологию и как следствие удешевить процесс изготовления конденсаторов.

Составитель В.Соколова

Техред tl.Надь Корректор С.Шекмар

Редактор М.Дылын

Заказ 9026/29 Тираж 622 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытиЯ

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

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðîä, ул.Проектная, 4.М1

Таким образом, предлагаемое техническое решение по сравнению с прототипом позволит увеличить объемное электросопротивление в 1000-10000 раэ и диэлектрическую проницаемость на 15-25 ед. при,комнатной температуре, стабилизировать их в широком интервале температур, уменьшить значение температурного коэффициента диэлектрической проницаемости в

10 раз, расширить интервал работы лученную гомогенную смесь затаривают в алундовые тигли и спекают в течение 3 ч при с 1200 С в снлито" вой печи.

Свойства электротехнической керамики предлагаемого и известного сос« тавов с учетом выхода за граничные пределы приведены в таблице.