Керамический материал для твердотельных элементов СВЧ-электроники

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ТВЕРДОТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СВЧ-ЭЛЕКТРОНИКИ(71) Заявитель Государственное научнопроизводственное объединение Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по материаловедению(72) Авторы Акимов Александр Иванович Савчук Галина Казимировна(73) Патентообладатель Государственное научно-производственное объединение Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по материаловедению(56) АКИМОВ А.И. и др. Материалы Всероссийской научно-технической конференции Новые материалы и технологии.- Москва, 2006.- Т. 1.- С. 100-101.9812 1, 2007.09025161 , 1997.0411757 2, 1991.4059537, 1977.(57) Керамический материал для твердотельных элементов СВЧ-электроники, содержащий оксид цинка, оксид титана и оксид висмута, отличающийся тем, что дополнительно содержит оксид кобальта и оксид сурьмы при следующем соотношении компонентов,мас. Изобретение относится к области получения керамических материалов, обладающих низким значением диэлектрической проницаемости, низкими диэлектрическими потерями, близким к нулю температурным коэффициентом резонансной частоты, и может быть использовано для изготовления твердотельных элементов СВЧ - электроники, преимущественно для СВЧ диэлектрических антенн. Известен керамический материал для изготовления твердотельных элементов, включающий 24, 2, 23 1, который обладает диэлектрической проницаемостью,имеющей для ряда применений слишком высокие значения, а значения температурного коэффициента резонансной частоты достигают ( 17,4 / С), что ухудшает технические характеристики материала. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является диэлектрический материал на основе системы -2- 23 2. 13105 1 2010.04.30 Недостатком материала является то, что материал имеет относительно высокие значения тангенса угла диэлектрических потерь (0,0004), а это ухудшает технические характеристики материала. Задачей предполагаемого изобретения является улучшение технических характеристик материала за счет уменьшения значений тангенса угла диэлектрических потерь. Предложен керамический материал для твердотельных элементов СВЧ -электроники,который позволяет устранить недостатки известных материалов такого же назначения и обеспечивает достижение более низких значений тангенса угла диэлектрических потерь(до 0,00005). Новым, по мнению авторов, является то, что предлагаемый материал дополнительно содержит оксид кобальта и оксид сурьмы при следующем соотношении компонентов,мас. 1-4 23 1-3. Сущность изобретения состоит в следующем в смесь из исходных компонент ,2, 23 и , взятых в необходимом соотношении, дополнительно вводится(1,04,0) мас.и (1,03,0) мас.23. В порошки добавляется этиловый спирт до получения консистенции густой сметаны. Полученная смесь перетирается в яшмовой или агатовой ступке в течение 90 минут. Перетертый порошок прессуется в таблетки при давлении 0,1 ГПа. Синтез образцов проводится в электрической печи в атмосфере воздуха в алундовых тиглях при температурах (850-950) С в течение 4-8 часов. После синтеза керамического материала производится измельчение, смешивание и помол. Затем полученная смесь формовалась в диски, обжиг которых производился в электропечах при температурах 1100-1300 С в течение 2-6 часов. Полученные керамические образцы имели высокую плотность (98,5 от теоретической). Конкретными примерами заявляемого материала, иллюстрирующими изобретение, являются следующие составы Компонент, Состав 1 Состав 2 Состав 3 Состав 4 Состав 5 Прототип мас. 0,9 1,0 3,0 4,0 2,4 3,0 23 0,8 1,0 2,0 3,0 3,2 Свойства керамического материала подтверждаются результатами экспериментальной проверки, данные о которых приведены в таблице. Характеристики кеСоставы керамического материала рамического матеЗаявляемые Прототип риала Состав 1 Состав 2 Состав 3 Состав 4 Состав 5 Тангенс угла ди 0,0003 0,00009 0,00005 0,00008 0,0004 0,0003 электрических потерь Как следует из таблицы, предлагаемый керамический диэлектрический материал в сравнении с прототипом позволяет снизить значение тангенса угла диэлектрических потерь в 6,0 раза. Это свидетельствует о преимуществах предлагаемого керамического материала, предназначенного в основном для высокочастотных диэлектрических антенн и фильтров. Анализ результатов исследования диэлектрических характеристик керамических образцов, полученных из шихты с различными добавкамии 23, показывает,2 13105 1 2010.04.30 что наилучшие показатели имеет состав 3. Оптимальность состава предлагаемого керамического материала подтверждается тем, что при введении добавки 23 более максимального количества 3,2 мас.(состав 5), а при введениии 23 менее минимального количества (состав 1) 0,9 и 0,8 мас.соответственно, наблюдается рост значений тангенса угла диэлектрических потерь. Экспериментально установлено, что наилучший технический результат достигается при заявляемом соотношении компонентов материалов. Технология изготовления керамического материала проста, дешева, экологически безопасна и промышленно применима. Практическое применение заявляемого керамического материала для твердотельных элементов СВЧ-электроники обеспечивает высокую эффективность диэлектрических антенн и фильтров и их низкую себестоимость. В настоящее время разработан состав керамического материала, а также изготовлены опытные партии материала и изделий из него и проведены их испытания, результаты которых подтверждают получение технического результата. Источники информации 1. - , - , -..//..- 2005.- . 34.- . 119-124 2. Акимов А.И. и др. Материалы Всероссийской научно-технической конференции Новые материалы и технологии.- Москва, 2006.- . 1.- . 100-101. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3