Композиция для получения диэлектрического керамического материала для элементов СВЧ техники

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОГО КЕРАМИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ ЭЛЕМЕНТОВ СВЧ-ТЕХНИКИ(71) Заявитель Государственное научнопроизводственное объединение Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по материаловедению(72) Автор Близнюк Людмила Александровна(73) Патентообладатель Государственное научно-производственное объединение Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по материаловедению(57) Композиция для получения диэлектрического материала для элементов СВЧ-техники,содержащая карбонат бария, оксид неодима, оксид титана и оксид висмута, отличающаяся тем, что дополнительно содержит оксид бора при следующем соотношении компонентов, мас.16,86-17,51 23 23 28,74-29,85 2 34,12-34,44 23 16,60-18,97 23 0,58-1,31. Изобретение относится к области получения керамических радиотехнических материалов, применяемых в технике СВЧ для создания твердотельных элементов фильтров, антенн и др. Известно, что для оптимизации технологических процессов и снижения себестоимости сегодня большое значение приобретает проблема разработки высокочастотных материалов с низкой температурой спекания и высокой диэлектрической проницаемостью(80). Известен диэлектрический керамический материал на основе системы -3-2. Недостатком данного материала является высокая температура спекания 1350 С 1. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является диэлектрический керамический материал на основе 6-3(1-)821854 2, содержащий оксид титана, оксид неодима, карбонат бария и оксид висмута. Недостатком данного материала является то, что материал имеет высокую температуру спекания (130016445 1 2012.10.30 1350) С, а это значительно усложняет технологию его получения и повышает его себестоимость. Задачей предлагаемого изобретения является получение керамического материала с низкой температурой спекания и высокой диэлектрической проницаемостью. Для решения поставленной задачи предложена композиция для получения диэлектрического керамического материала, которая позволяет избежать недостатков известных материалов и обеспечивает достижение высоких значений электрофизических параметров при более низких температурах спекания. Предлагаемая композиция содержит оксид титана, оксид неодима, карбонат бария и оксид висмута. Новым, по мнению автора, является то, что предлагаемая композиция дополнительно содержит оксид бора при следующем соотношении компонентов, мас.3 16,86-17,51 23 28,74-29,85 2 34,12-34,44 23 16,60-18,97 23 0,58-1,31. Сущность изобретения состоит в следующем в композицию из исходных компонент 3, 23, 2, 23, взятых в необходимом соотношении, 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 проводится в электрической печи, в атмосфере воздуха на циркониевых подложках при температурах (1000-1200) С в течение 2-4 часов. После синтеза керамического материала производится его измельчение. В полученный порошок в необходимом соотношении дополнительно вводятся (0,58-1,31) мас.23 и(2,4-5,6) мас.23, добавляется этиловый спирт до получения консистенции густой сметаны и полученная композиция тщательно перетирается в течение 90 мин, в полученную порошковую массу добавляется связующий компонент (например, ПВА), все тщательно перетирается, высушивается и формуется в таблетки, обжиг которых проводится в электропечах при температурах (1100-1200) С в течение 2-4 часов. Полученные образцы имеют высокую плотность (95 от теоретической). Конкретными примерами заявляемого материала, иллюстрирующими изобретение, являются следующие составы Компонент, мас.3 23 2 23 23 Свойства керамического материала подтверждаются результатами экспериментальной проверки, данные о которых приведены в таблице. Составы керамического материала Характеристики керамического материала Состав 1 Состав 2 Состав 3 Состав 4 Состав 5 Прототип Диэлектрическая проницае 95 96 105 98 93 96 мость Тангенс угла диэлектриче 2 2 1 2 9 3 ских потерь, 10-4 Температура спекания, С 1280 1240 1180 1180 1150 1300 Как следует из таблицы, предлагаемая композиция для получения керамического материала в сравнении с прототипом позволяет значительно снизить температуру спекания 100-170 С, при этом сохранив высокие электрофизические параметры. Это свидетель 2 16445 1 2012.10.30 ствует о преимуществах предлагаемого керамического материала, предназначенного в основном для изготовления диэлектрических резонаторов СВЧ диапазона. Анализ результатов исследования характеристик электрофизических свойств керамических образцов,полученных из заявляемой композиции с различными добавками 23 и 23, показывает, что наилучшие показатели имеет состав 3. Оптимальность состава предлагаемой композиции для получения керамического материала подтверждается тем, что при введении добавки более максимального количества 1,8 мас.(состав 5) несколько снижается значение диэлектрической проницаемости и наблюдается рост тангенса угла диэлектрических потерь. При введении менее минимального количества (состав 1) 0,59 мас.при сохранении высоких электрофизических параметров температура спекания материала на 80 С выше, чем у заявляемого материала. Экспериментально установлено, что наилучший технический результат достигается при заявляемом соотношении компонентов композиции для получения керамического материала. Преимуществом заявленного изделия по сравнению с известными является снижение температуры спекания керамического материала при сохранении высоких электрофизических параметров. Источники информации 1... - . - 2008. - . 109. 2. ,,6-3821854//.2002. - . 88. - . 1. - . 58-61. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3