Стеклокристаллический материал для свч-техники

Изобретение относится к стеклокристаллическим материалам и стеклам для их получения, предназначенным для производства изделий электронной техники, преимущественно фазовращателей, модулей управляемых решеток, обладающим малыми диэлектрическими потерями в СВЧ-диапазоне в сочетании с относительно высокой диэлектрической проницаемостью. Технический результат - обеспечение получения заранее заданных и поддерживаемых в определенных пределах значений диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь. Стеклокристаллический материал для СВЧ-техники на основе SiO2, Al2O3, MgO, TiO2, где стекло для его получения, содержащее, мас.%: SiO2 35,5-38,5; Al2O3 22,8-25,5; MgO 20-22,7; TiO2 16,2-18,8, подвергают термообработке по режиму: нагрев до температуры 1170-1240°С со скоростью 80-300°С/ч, выдержка при этой температуре в течение 4-7 часов, охлаждение до комнатной температуры со скоростью 80-200°С/ч. 2 табл.

 

Изобретение относится к стеклокристаллическим материалам и стеклам для их получения, предназначенным для производства изделий электронной техники, преимущественно фазовращателей, модулей управляемых решеток и т.д. Такие материалы должны обладать малыми диэлектрическими потерями в СВЧ-диапазоне в сочетании с относительно высокой диэлектрической проницаемостью.

Известно стекло для стеклокристаллического материала (SU 1273347 от 27.05.1982 г., опубликовано 30.11.1986 г.), обладающего малыми диэлектрическими потерями в СВЧ-диапазоне, следующего состава, мас.%:

SiO2 65-70; Na2O 10-24; Al2O3 1-5; MgO 5-10; F 1-5.

Наиболее близким к предложенному стеклокристаллическому материалу по химическому составу и свойствам является стеклокристаллический материал (JP 2001287934, опубликовано 16.10.2001 г.), обладающий малыми диэлектрическими потерями в СВЧ-диапазоне, следующего состава, мас.%:

SiO2 35-50; Al2O3 5-30; MgO 10-30; TiO2 5-20; Li2O 2,6-4,8.

Недостатком известных материалов является то, что их относительная диэлектрическая проницаемость (Е) не превышает 4-4,5, а при увеличении до значений 7-7,5 потери в СВЧ-диапазоне (tg) возрастают и достигают величин более (20-50)×10-4, что исключает их применение для указанной выше цели. Кроме того, к недостаткам известных материалов относятся достаточно широкие колебания значений относительной диэлектрической проницаемости (+0,2-0,3) в сочетании с большими сложностями в получении заранее заданных значений.

Технической задачей изобретения является разработка стеклокристаллического материала, обеспечивающего получение заранее заданных и поддерживаемых в определенных пределах значений диэлектрической проницаемости (7,15-7,40) и тангенса угла диэлектрических потерь менее 4×10-4 в СВЧ-диапазоне (1010 Гц).

Поставленная техническая задача достигается тем, что стеклокристаллический материал получен на основе SiO2, Al2O3, MgO, TiO2 и характеризуется относительной диэлектрической проницаемостью 7-7,5 и тангенсом угла диэлектрических потерь менее 4×10-4 в СВЧ-диапазоне.

Стеклокристаллический материал может быть получен из стекла следующего состава, мас.%:

SiO2 35,5-38,5; Al2O3 22,8-25,5; MgO 20-22,7; TiO2 16,2-18,8.

Для варки стекла применяют сырьевые материалы с возможно более низким содержанием примесей МеО, Me2O (не входящих в состав стекла), и в особенности Fe2O3 и других красящих оксидов.

Варка стекла осуществляется в печах периодического или непрерывного действия с ручной или механизированной выработкой заготовок.

Температурный режим варки стекол в печи периодического действия следующий:

температура варки и осветления стекла 1530-1550°С
температура выработки заготовок 1460-1510°С

Для получения стеклокристаллического материала с заданными диэлектрическими свойствами полученные стеклянные заготовки подвергают термообработке, режим которой является очень важным в технологии получения заявленного материала. Термообработка должна вызывать выпадение в материале кристаллических фаз, обеспечивающих получение заранее заданных и поддерживаемых в определенных пределах значений диэлектрической проницаемости при малых потерях менее 4×10-4 в СВЧ-диапазоне (1010 Гц).

Режим термообработки следующий: нагрев до температуры термообработки (1170-1240°С) со скоростью 80-300°С/ч; выдержка при температуре термообработки в течение 4-7 ч; охлаждение до комнатной температуры со скоростью 80-200°С/ч.

Режимы термообработки подбирались экспериментально. При меньшей или большей температуре термообработки и времени выдержки, при скорости нагрева заготовок, превышающей 300°С и меньше 800°С/ч, выпадают кристаллические фазы, не обеспечивающие получение заранее заданных и поддерживаемых в определенных пределах значений диэлектрической проницаемости при малых потерях.

Конкретные составы стекол согласно изобретению представлены в таблице 1.

Таблица 1
Содержание оксидов Номера составов
1 2 3
SiO2 38,5 37,0 35,5
TiO2 16,2 17,5 18,8
Al2O3 25,3 24,3 23,0
MgO 20,0 21,2 22,7

Свойства стеклокристаллических материалов, полученных из стекол, представленных в таблице 1 и термообработанных по указанному режиму, приведены в таблице 2.

Таблица 2
Свойство ситаллов (на частоте 1010 Гц) Номера стекол по таблице 1
1 2 3
Относительная диэлектрическая проницаемость (Е) 7,00 7,25 7,50
Тангенс угла диэлектрических потерь (менее 4×10-4) менее 3 менее 2 менее 3

Таким образом, стеклокристаллические материалы по данному изобретению обеспечивают получение материала с заранее заданными и поддерживаемыми в определенных пределах значениями диэлектрической проницаемости при малых потерях (3-4)×10-4 в СВЧ-диапазоне (1010 Гц) и удовлетворяют всем требованиям, предъявляемым к композициям стеклокристаллических материалов, предназначенным для производства изделий электронной техники, преимущественно фазовращателей, модулей управляемых решеток и т.п.

Стеклокристаллический материал для СВЧ-техники на основе SiO2, Al2O3, MgO, TiO2, отличающийся тем, что стекло для его получения, содержащее, мас.%: SiO2 35,5-38,5; Al2O3 22,8-25,5; MgO 20-22,7; TiO2 16,2-18,8, подвергают термообработке по режиму: нагрев до температуры 1170-1240°С со скоростью 80-300°С/ч, выдержка при этой температуре в течение 4-7 ч, охлаждение до комнатной температуры со скоростью 80-200°С/ч.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к составу декоративно-облицовочного материала и может найти применение в строительстве. .
Изобретение относится к составу декоративно- облицовочного материала и может найти применение в строительной отрасли. .

Изобретение относится к области получения стеклокерамических материалов, т.е. .

Изобретение относится к составам стекол для получения стеклокристаллических материалов, применяемых при производстве магнитных головок для записывающих устройств в вычислительной технике.

Изобретение относится к прозрачным стеклокристаллическим материалам, которые находят все более широкое применение в качестве конструкционных и функциональных материалов (оптических, люминесцентных и т.

Изобретение относится к способам получения декоративного стекла и может быть применено для украшения зданий, интерье- . .
Изобретение относится к области изготовления пироэлектрических материалов, широко используемых в современной технике (устройства дистанционного теплового контроля производственных процессов, тепловой мониторинг окружающей среды, электронный контроль режима работы двигателей внутреннего сгорания, устройства пожарной сигнализации и т.п.)
Изобретение относится к составам декоративно-облицовочных материалов, которые могут быть использованы в строительстве

Изобретение относится к области изготовления пироэлектрических материалов, широко используемых в современной технике

Настоящее изобретение относится к прозрачной стеклокерамике с низким термическим расширением. Технический результат изобретения заключается в получении стеклокерамики с термическим расширением, близким к нулю. Прозрачная стеклокерамика имеет следующий состав, мас.%: SiO2 35-70; Al2O3 17-35; Li2O 2-6; TiO2 0-6; ZrO2 0-6; TiO2+ZrO2 0,5-9; ZnO 0,5-5. Стеклокерамика получена осветлением с использованием SnO2 и, по меньшей мере, одного дополнительного осветлителя, причем дополнительный осветлитель выбран из Sb2O3, SO4 2-, Br- и Cl-, в мольном отношении от 1:2 до 2:1. Стеклокерамика имеет коэффициент термического расширения 0±0,10·10-6/K в интервале температур от 0 до 50°С и содержит одну или более кристаллических фаз, выбранных из группы, состоящей из высокотемпературного кварца, кристаллов смешанного высокотемпературного кварца, китита, кристаллов смешанного китита, бета эвкриптита. 7 н. и 10 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к стеклокерамике на основе метасиликата лития. Технический результат изобретения заключается в повышении прочности, химической устойчивости стеклокерамики. Литиево-силикатное стекло или стеклокерамика имеют следующий состав, масс.%: SiO2 50-75, Li2O 10-25, ZrO2 и HfO2 5-30, K2O 0-8, Al2O3 0-8, добавки 0-15. 4 н. и 12 з.п. ф-лы, 3 ил., 5 табл.
Изобретение относится к литиево-силикатной стеклокерамике и стеклу для использования в стоматологии. Технический результат – снижение температуры кристаллизации. Литиево-силикатная стеклокерамика содержит оксид одновалентного металла, выбранный из Rb2O, Cs2O и смесей таковых, от 0 до менее 5,1 мас.% Al2O3 и от 0 до менее 1,0 мас.% K2О. 6 н. и 18 з.п. ф-лы, 1 табл.
Изобретение относится к литиево-силикатной стеклокерамике и стеклу, которые кристаллизуются при низких температурах и являются особенно пригодными в качестве стоматологических материалов, в частности, для реставрации зубов. Литиево-силикатная стеклокерамика содержит оксид шестивалентного металла, выбранный из MoO3, WO3 и смесей таковых, в количестве 0,1-8,4 мас.%, от 12,0 до 20,0 мас.% Li2O и при этом включает в себя от 0 до менее 0,5 мас.% K2O. Для получения стеклокерамики с дисиликатом лития в качестве основной кристаллической фазы исходное стекло с зародышами подвергают термической обработке при температуре 520-750°С. Технический результат изобретения – получение стеклокерамики с улучшенными механическими и оптическими свойствами. 6 н. и 16 з.п. ф-лы, 1 табл., 9 пр.

Изобретение относится к предварительно спеченной заготовке для дентального применения. Технический результат – снижение усадки при спекании. Предварительно спеченная заготовка для дентального применения представляет собой стеклокерамику на основе дисиликата лития. Заготовка имеет относительную плотность от 60 до 90% по отношению к истинной плотности стеклокерамики. Порошок исходных стекол со средним размером частиц <100 мкм при давлении от 20 МПа до 200 МПа подвергают одноосному или изостатическому прессованию. Полученную прессованную форму из порошка стекла в течение от 2 до 120 мин подвергают термообработке при температуре по меньшей мере 500°C. Температура термообработки находится в области, которая занимает по меньшей мере 30 K, и в которой относительная плотность варьирует менее чем на 2,5%. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 2 ил., 3 табл., 6 пр.

Описаны предварительно спеченные заготовки на основе стеклокерамики на основе метасиликата лития, которые в частности пригодны для получения зубных реставраций. Предварительно спеченная заготовка для зубов на основе стеклокерамики на основе метасиликата лития имеет относительную плотность от 66 до 90%, предпочтительно от 70 до 86%, по отношению к истинной плотности соответствующей подвергшейся уплотнительному спеканию стеклокерамики на основе дисиликата лития. Cтеклокерамика на основе метасиликата лития содержит, мас.%: SiO2 от 50,0 до 80,0, Li2O от 6,0 до 20,0 и по меньшей мере один из следующих компонентов в указанном количестве: Ме(I)2O до 10,0, Ме(II)O до 12,0, Ме(III)2O3 до 8,0, Me(IV)O2 до 8,0, Me(V)2O5 до 8,0, в Ме(VI)О3 до 8,0, затравка кристаллизации до 8,0. Заготовку получают термообработкой спрессованного порошка стекла соответствующего состава при температуре преимущественно 600-700оС при которой относительная плотность заготовки в области 30 К варьирует менее чем на 2,5%. Технический результат изобретения – получение заготовок, которые можно легко обработать шлифованием и фрезерованием и которые после уплотняющего спекания превращаются в высокопрочные изделия стоматологического назначения. 5 н. и 11 з.п. ф-лы, 3 табл., 18 пр., 4 ил.
Наверх