Способ изготовления сегнетокерамического материала для конденсаторов

 

Изобретение относится к технологии сегнетокерамики и направлено на расширение интервала спекания, повышение диэлектрической проницаемости и механической прочности керамики и снижение себестоимости изделий на ее основе. Это обеспечивается тем, что материал содержит, мас. % : BaTiO₃ 79÷92,25; SrTiO₃ 4,5÷12,0; BaSuO₃ 1,0÷4,5; BaF₂ 1,75÷3,5; LiF 0,25÷0,5; Li₂ 0,25÷0,5. При изготовлении материала предварительно производят смешение исходных спеков с последующим спеканием смеси и ее измельчение в среде SrTiO₃, после чего производят смешение активированного фторидами SrTiO₃ с остальными спеками и добавками. В этом случае снижается летучесть Li и F при спекании, улучшается структура и пористость керамики, что положительно влияет на диэлектрические и электрические свойства материала и изделий. 1 табл.

Изобретение относится к керамическому производству, в частности к технологии сегнетокерамики, и может быть использовано в производстве керамических конденсаторов.

Цель изобретения - расширение диапазона температуры спекания, повышение диэлектрической проницаемости и механической прочности материала.

П р и м е р 1. Предварительно любым из известных способов получают и измельчают спеки титаната бария, титаната стронция и станата бария, а в качестве модифицирующих добавок приготавливают оксид лития и фториды бария и лития. При этом перед смешением исходных спеков и добавок осуществляют смешение фторида бария с фторидом лития с последующей термообработкой полученной смеси при 550-650^оС, смешением и измельчением ее со спеком титаната стронция до получения удельной поверхности не менее 1,5 м²/г. После этого активированный фторидами бария и лития спек титаната стронция смешивают с исходными спеками и добавками и измельчают полученную шихту до величины удельной поверхности частиц не менее 1,5 м2/г, причем компоненты используют в следующих количественных соотношениях, мас. % : BaTiO₃ 92,25 SrTiO₃ 4,5 BaSnO₃ 1 BaF₂ 1,75 LiF 0,25 Li₂O 0,25 а из полученной керамической массы формуют заготовки конденсаторов с последующим их спеканием при 930-1100^оС.

П р и м е р 2. Вышеописанным образом (см. пример 1) получают исходные спеки и модифицирующие добавки, а также смесь фторидов бария и лития и активируют ей спек титаната стронция, после чего его смешивают с оставшимися исходными спеками и добавками, измельчают полученную шихту до удельной поверхности не менее 1,5 м²/г и из полученной керамической массы известным образом получают спеченные заготовки конденсаторов, при этом компоненты используют в следующих количественных соотношениях, мас. % : BaTiO₃ 85,2 SrTiO₃ 7-5 BaSnO₃ 4 BaF₂ 2,62 LiF 0,34 Li₂O 0,34 П р и м е р 3. Вышеописанным образом (см. пример 1) получают исходные спеки и модифицирующие добавки, а также смесь фторидов бария и лития и активируют ею спек титаната стронция, после чего его смешивают с оставшимися исходными спеками и добавками, измельчают полученную шихту до удельной поверхности не менее 1,5 м²/г и из полученной керамической массы известным образом получают спеченные заготовки конденсаторов, при этом компоненты используют в следующих количественных соотношениях, мас. % : BaTiO₃ 79 SrTiO₃ 12 BaSnO₃ 4,5 BaF₂ 3,5 LiF 0,5 Li₂O 0,5 Сегнетокерамический материал, полученный по предлагаемому способу, характеризуется сравнительно низкой температурой спекания и более широким интервалом спекания, повышенной диэлектрической проницаемостью и механической прочностью, что обеспечивает снижение себестоимости и повышение выхода годных конденсаторов. Это связано с тем, что способ обуславливает связывание летучих компонентов в более простые химические соединения, повышение однородности шихты и более быстрое образование при спекании материала твердых растворов на основе титанатов бария и стронция с оптимальной степенью замещения Ti и О на Li и F.

Свойства конденсаторов и материала на основе предлагаемого способа приведены в таблице.

Как следует из таблицы, сегнетокерамический материал, полученный по предлагаемому способу, обеспечивает существенное улучшение характеристик конденсаторов, в том числе диэлектрическая проницаемость материала (сегнетокерамики) повышается в 1,5-1,7 раза, механическая прочность - на 30-40% , а интервал спекания расширяется с 50 до 170^оС.

Применение сегнетокерамики по предлагаемому способу в конденсаторостроении позволяет повысить выход годных изделий, снизить их себестоимость и удельный расход драгоценных материалов.

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СЕГНЕТОКЕРАМИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ КОНДЕНСАТОРОВ, включающий получение и измельчение спеков титаната бария (BaTiO₃), титаната стронция (SrTiO₃) и станата бария (BaSuO₃), введение модифицирующих добавок на основе соединений бария и лития, смешение исходных спеков и добавок, измельчение полученной шихты и спекание, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона температур спекания, повышения величины диэлектрической проницаемости и механической прочности материала, в качестве модифицирующих добавок на основе соединений бария и лития используют оксид лития и фториды бария и лития, причем перед смешением исходных спеков и добавок осуществляют смешение фторида бария с фторидом с последующей термообработкой полученной смеси при температуре в диапазоне 550 - 650^oС и последующим смешением и измельчением его со спеком титаната стронция до получения удельной поверхности частиц не менее 1,5 м²/г, после чего активированный фторидами бария и лития спек титаната стронция смешивают с исходными спеками и добавками, а измельчение полученной шихты проводят до величины удельной поверхности частиц не менее 1,5 м²/г, причем компоненты используют в следующем количественном соотношении, мас. % : BaTiO₃ 79 - 92,25 SrTiO₃ 4,5 - 12,0 BaSnO₃ 1,0 - 4,5 BaF₂ 1,75 - 3,5 LiF 0,25 - 0,5 Li₂O 0,25 - 0,5

РИСУНКИ

Рисунок 1