Сегнетоэлектрический керамический материал

 

Использование: материалы радиоэлектронной техники при производстве керамических высоковольтных конденсаторов. Сущность изобретения: сегнетоэлектрический керамический материал содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%: ниобат стронция SrNb2O6 35,0 - 58,9 ; ниобат бария BaNb2O6 20-30; ниобат свинца PbNb2O6 20-30; диоксид германия GeO2 1-4; оксид бора B2O3 0,05-0,5; оксид меди Cu2O 0,05-0,5. Полученный по обычной керамической технологии материал имеет следующие характеристики: Tспек= 1100-1150C, диэлектрическая проницаемость = 3000-3700, относительное изменение диэлектрической проницаемости под действием постоянного электрического поля не более 20% при напряженности Eo = 2 кВ/мм и не более 40% при Eo = 4 кВ/мм. 1 табл.

Изобретение относится к радиоэлектронной технике и может быть использовано в производстве керамических высоковольтных энергоемких конденсаторов. Известны составы керамических и стеклокерамических материалов с высокой диэлектрической проницаемостью на основе сегнетоэлектрических тройных ниобатов и ниобато-титанового свинца, бария и стронция со структурой тетрагональной калий-вольфрамовой бронзы, получаемые путем твердофазного спекания исходных компонентов либо управляемой кристаллизации стекол специальных составов. Известен керамический материал, содержащий титанат бария-пентаоксид ниобия, недостатком которого является резкое падение диэлектрической проницаемости при воздействии внешнего электрического поля, что неприемлемо для использования в конденсаторах, работающих при повышенных напряжениях. Наиболее близким керамическим материалом-прототипом является трехкомпонентная композиция с диэлектрической проницаемостью 3000, соответствующая формуле (РbxBaySrz)Nb2O6, где х + y + z = 1, х = 0,1 - 0,4, y = 0,1 - 0,4, z = 0,4 - 0,5. Однако состав известного материала имеет высокую температуру спекания (не менее 1200оС) и, кроме того, не может быть использован в качестве диэлектрика высоковольтных керамических конденсаторов. Для использования керамического материала в качестве диэлектрика в высоковольтном энергоемком конденсаторе требуются как высокие значения диэлектрической проницаемости, так и высокая стабильность диэлектрической проницаемости при воздействии электрического поля. Цель изобретения - снижение относительного изменения диэлектрической проницаемости под действием постоянного электрического поля, а также снижение температуры спекания. Цель достигается тем, что в сегнетоэлектрический керамический материал, включающий ниобат бария BaNb2O6, ниобат стронция SrNb2O6, ниобат свинца РbNb2O6 и добавки, в качестве добавок введены оксид бора В2О3, оксид меди Сu2О и диоксид германия GeO2 при следующем соотношении компонентов, мас.%: Ниобат бария (BaNb2O6) 20-30 Ниобат стронция (SrNh2O6) 35,0-58,9 Ниобат свинца (РbNb2O6) 20-30 Оксид бора (В2О3) 0,05-0,50 Оксид меди (Сu2О) 0,05-0,50 Диоксид германия (GeO2) 1-4 Предлагаемый материал готовят следующим образом. Образцы керамического материала изготавливают по технологии, принятой в керамическом производстве. Исходные компоненты смешивают в вибромельнице. Полученную шихту прокаливают при 1000оС в течение 2 ч с целью формирования твердого раствора тройного ниобат со структурой тетрагональной калийвольфрамовой бронзы. Спек измельчают в вибромельнице до удельной поверхности 6000-8000 см2/кг. Из полученного материала изготавливают методом прессования, экструзии или литья пленки с последующей вырубкой штампом заготовки конденсаторов в виде дисков различного диаметра и толщины. После обжига при температуре 1100-1150оС на заготовки методом напыления наносят медные электроды и припаивают к ним проволочные выводы. Электрические свойства (значения диэлектрической проницаемости и относительного изменения диэлектрической проницаемости при воздействии постоянного электрического поля /), а также величина температуры спекания для предлагаемого материала и материала-прототипа представлены в таблице. Определение / производят следующим образом. Измеряют диэлектрическую проницаемость образцов без приложения постоянного напряжения () и с приложением постоянного электрического поля напряженностью Ео() при комнатной температуре и в соответствии с ОСТ (Материалы керамические для изделий электронной техники", ОСТ 11.0309-86, 1986. Изменение диэлектрической проницаемости рассчитывают по формуле = . Предлагаемый сегнетоэлектрический керамический материал имеет следующие параметры: Т спекания = 1100-1150оС, = 3000-3700, т.е. на уровне прототипа, /, не более 20% при = 2 кВ/мм; не более 40% при Ео = 4 кВ/мм. Соответственно материал-прототип имеет Тспек > 1200оС. / 24% при = 2 кВ/мм 57% при Ео = 4 кВ/мм. Указанные свойства полученного материала, с одной стороны, обеспечивают возможность его использования в высоковольтных конденсаторах, а с другой, содействуют уменьшению энергозатрат, связанных с его производством.

Формула изобретения

СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ, включающий SrNb2O6, BaNb2O6 и Pb Nb2O6, отличающийся тем, что, с целью снижения относительного изменения диэлектрической проницаемости под действием постоянного электрического поля и снижения температуры спекания, он содержит дополнительно GeO2, B2O3 и Cu2O при следующем соотношении компонентов, мас.%: SrNb2O6 - 35,0 - 58,9
BaNb2O6 - 20 - 30
PbNb2O6 - 20 - 30
GeO2 - 1 - 4
B2O3 - 0,05 - 0,5
Cu2O - 0,05 - 0,5

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 14.06.1997

Номер и год публикации бюллетеня: 18-2001

Извещение опубликовано: 27.06.2001        




 

Похожие патенты:

Изобретение относится к радиоэлектронной технике и может быть использовано в производстве керамических конденсаторов низкого и высокого напряжения

Изобретение относится к электронной технике, в частности к составам керамических диэлектриков, и может быть использовано при изготовлении термокомпенсирующих высокочастотных конденсаторов

Изобретение относится к конденсаторам и может быть использовано в радиоэлектронной аппаратуре широкогоприменения

Изобретение относится к матери'алам пьезотехники и может бьггь использованопри изготовлениии электромеханических преобразователей, работающих в широком интервале температур

Изобретение относится к радиоэлектронной технике и может быть использовано в производстве керамических монолитных конденсаторов с электродами из неблагородных металлов

Изобретение относится к материалам радиоэлектронной техники и радиотехники и может быть использовано в производстве однослойных и многослойных монолитных керамических низкочастотных конденсаторов по группе Н90

Изобретение относится к радиоэлектронной технике и может быть использовано в производстве высокочастотных керамических конденсаторов

Изобретение относится к материалам радиоэлектронной техники и может быть использовано в производстве многослойных монолитных керамических конденсаторов

Изобретение относится к радиоэлектронной технике, в частности к составам керамических диэлектриков, и может быть использовано для изготовления низкочастотных керамических конденсаторов

Изобретение относится к огнеупорной промышленности, в частности к изготовлению основных углеродсодержащих огнеупоров, и может быть использовано при производстве огнеупоров для футеровки различных металлургических агрегатов, например сталеплавильных конвертеров, преимущественно с комбинированной или газокислородной продувкой

Изобретение относится к безобжиговым огнеупорам и может быть использовано для изготовления диоксидциркониевых изделий высшей (более 2000°С) огнеупорности, для выполнения монолитных футеровок (теплоизоляции) теплонапряженных высокотемпературных установок, печей, устройств, в частности газодинамического тракта МГД-установок, в том числе канала МГД-генератора
Наверх