Шихта для изготовления керамического диэлектрического материала

 

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.

Шихта для изготовления керамического диэлектрического материала Шихта для изготовления керамического диэлектрического материала Шихта для изготовления керамического диэлектрического материала Шихта для изготовления керамического диэлектрического материала 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к огнеупорной промышленности и может быть использовано в электрохимических устройствах для измерения концентрации кислорода в расплавах металлов, в выхдопных газах двигателей внутреннего сгорания и.др

Изобретение относится к порошковой металлургии, а более точно касается способов получения циркониевой керамики, и может быть использовано в производстве высокопрочных конструктивных и инструментальных материалов и изделий, например волочильных инструментов

Изобретение относится к способам изготовления высокоплотной керамики для твердого электролита на основе диоксида циркония с небольшими добавками оксида алюминия, получаемого химическим осаждением из растворов хлористых солей циркония и алюминия

Изобретение относится к способу изготовления керамики на основе диоксида циркония, стабилизированного оксидом иттрия, с небольшими добавками фторидов натрия и калия, получаемого химическим осаждением из растворов солей
Изобретение относится к композитной мишени в форме стержня, образованной из керамических порошков и предназначенной для испарения под действием электронного луча, содержащей диоксид циркония и по меньшей мере один стабилизатор диоксида циркония

Изобретение относится к области получения огнеупорных и керамических изделий на основе циркона и может быть использовано в машиностроении, авиационной и электротехнической промышленности

Изобретение относится к способу изготовления износостойкой керамики на основе диоксида циркония, частично стабилизированного оксидом иттрия, и может быть использовано при изготовлении деталей трибологического применения в качестве фильер, волок, подшипников и т.д

Изобретение относится к способам получения микро- и нанопористой керамики и может быть использовано в машиностроении, химической промышленности, энергетике для получения фильтрующих материалов, носителей катализаторов и компонентов пористых систем со специальными свойствами

Изобретение относится к порошкообразному оксиду циркония, способу его получения, а также применению в топливных ячейках, в частности для получения электролитных субстратов для керамических топливных ячеек
Изобретение относится к керамическому материаловедению, в частности к получению керамического материала на основе тугоплавких бескислородных и оксидных соединений, характеризующегося высокой прочностью и трещиностойкостью, и может быть использовано для изготовления режущего инструмента, в нефте- и газодобывающей промышленности (клапанные устройства и уплотнительные кольца насосов), при изготовлении сопловых насадок для пескоструйных аппаратов и распылителей химических растворов
Наверх