Термостойкий керамический материал для твердотельных элементов СВЧ-электроники

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ТЕРМОСТОЙКИЙ 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) Термостойкий керамический материал для твердотельных элементов СВЧэлектроники, содержащий оксид цинка, оксид титана и оксид висмута, отличающийся тем, что дополнительно содержит оксид кобальта и оксид олова 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 термостойких твердотельных элементов СВЧ-электроники,преимущественно для СВЧ диэлектрических антенн и фильтров. 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. 13106 1 2010.04.30 Недостатком материала является то, что керамический материал имеет относительно недостаточную термостойкость при термоциклировании, а это ухудшает технические характеристики материала. Задачей предлагаемого изобретения является улучшение технических характеристик керамического материала за счет увеличения термостойкости при термоциклировании(число циклов - нагрев до 120 С с последующим охлаждением путем резкого опускания керамического материала в воду при температуре 5 С). Предложен термостойкий керамический материал для твердотельных элементов СВЧ-электроники, который позволяет устранить недостатки известных материалов такого же назначения и обеспечивает достижение более высоких значений термостойкости при термоциклировании (24). Новым, по мнению авторов, является то, что предлагаемый материал дополнительно содержит оксид олова при следующем соотношении компонентов, мас. 1-3. Сущность изобретения состоит в следующем в смесь из исходных компонентов(1,03,0) мас.. 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 (98,7 от теоретической). Конкретными примерами заявляемого материала,иллюстрирующими изобретение, являются следующие составы Компонент,мас. Свойства термостойкого керамического материала подтверждаются результатами экспериментальной проверки, данные о которых приведены в таблице. Составы керамического материала Заявляемые ПротоСостав 1 Состав 2 Состав 3 Состав 4 Состав 5 тип Число термоциклов (нагрев 11 16 24 18 12 12 до 120 С с последующим охлаждением путем резкого опускания керамического материала в воду при температуре 5 С) Характеристики керамического материала 13106 1 2010.04.30 Как следует из таблицы, предлагаемый термостойкий керамический материал для твердотельных элементов СВЧ-электроники в сравнении с прототипом позволяет повысить термостойкость в 2,0 раза. Это свидетельствует о преимуществах предлагаемого керамического материала, предназначенного в основном для высокочастотных диэлектрических антенн и фильтров. Анализ результатов исследования термостойкости керамических образцов, полученных из шихты с различными добавками , показывает, что наилучшие показатели имеет состав 3. Оптимальность состава предлагаемого керамического материала подтверждается тем, что при введении добавкиболее максимального количества 3,2 мас.(состав 5) и при введении его менее минимального количества (состав 1) 0,8 мас.наблюдается термостойкость керамического материала. 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 термостойкого керамического материала для твердотельных элементов СВЧ-электроники обеспечивает высокую эффективность диэлектрических антенн и фильтров, высокую технологичность 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