Шихта керамического материала для высокочастотных термокомпенсирующих конденсаторов и способ его получения

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ ШИХТА КЕРАМИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ ТЕРМОКОМПЕНСИРУЮЩИХ КОНДЕНСАТОРОВ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ(71) Заявитель Витебский завод радиодеталей производственного объединения Монолит(73) Патентообладатель Витебский завод радиодеталей производственного объединения Монолит(57) 1. Шихта керамического материала для высокочастотных термокомпенсирующих конденсаторов, содержащая 3, 3, 3 и 25, отличающаяся тем, что она дополнительно содержити 33 при следующем соотношении компонентов, ма. 3 40,7-57,95 3 36-45,75 3 0,05-0,1525 2-6 1,6-3,1 33 2,4-4,3. 2. Способ получения керамического материала для высокочастотных термокомпенсирующих конденсаторов из шихты по п.1, заключающийся в приготовлении шихты путем смешивания ее компонентов, последующей термообработке, формовании из шихты заготовок и их отжиге, отличающийся тем, что при приготовлении шихты предварительно осуществляют гидротермальную обработкуи 33 путем их перемешивания в водной среде при 80-100 С с последующим обезвоживанием до остаточной влажности не более 0,5, затем полученную смесь смешивают с 3, 3, 3 и 25, а термообработку проводят при 750-850, после чего повторно смешивают все компоненты шихты. Изобретение относится к области производства радиодеталей, в частности к составам и способам получения керамических материалов, и может быть использовано при изготовлении высокочастотных термокомпенсирующих конденсаторов. Известен керамический материал для высокочастотных термокомпенсирующих конденсаторов, содержащий спеки титаната кальция, титаната стронция, титаната висмута и модифицирующие добавки 1, а также способ получения керамических материалов путем одновременного смешения и измельчения компонентов шихты, формования и обжига керамических заготовок. 1695 1 Данный материал имеет повышенную диэлектрическую проницаемость, но в то же время характеризуется высокой температурой спекания (1250 С), а способ не обеспечивает высоких реологических и технологических свойств материалу. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является керамический материал для высокочастотных термокомпенсирующих конденсаторов на основе шихты, включающей СаТ 3, 3, 3 и 25 2, и способ изготовления керамики путем смешивания компонентов, приготовления измельченных спеков, смешивания с добавлением 24, термообработки, вторичного измельчения, формования и обжига заготовок 3. Этот материал отличается повышенной диэлектрической проницаемостью и удельным сопротивлением, а также не требует дополнительной термообработки компонентов для образования твердого раствора с низкими диэлектрическими потерями, а способ способствует сокращению времени спекания и обеспечиванию стабильности температурного коэффициента диэлектрической проницаемости. Существенным недостатком материала является то, что он, в силу особенностей компонентного состава шихты, имеет высокую температуру спекания (1220-1280 С) и недостаточную электропрочность, что не обеспечивает возможности дальнейшего снижения толщины диэлектрических слоев и не позволяет заменить палладий на более дешевые металлы или сплавы при изготовлении конденсаторов, а недостатком способа является то, что он, в силу особенностей своих технологических приемов, например, дополнительной термообработки, характеризуется повышенной трудоемкостью и энергозатратами и не обеспечивает высокой однородности шихты материалов, что в свою очередь ограничивает улучшение электрических характеристик материала и изделий. Предлагаемые шихта материала и способ получения материала из нее позволяют устранить недостатки известных решений аналогичного назначения и обеспечивают достижение более высокого технического результата, заключающегося в повышении однородности шихты материала, снижении температуры спекания и повышении электропрочности материала при одновременном снижении трудоемкости и энергозатрат при изготовлении материала и изделий из него. Сущность изобретения заключается в том, что в заявляемой шихте керамического материала для высокочастотных термокомпенсирующих конденсаторов, содержащей СаТ 3, Т 3, 3 и 25, вышеуказанный технический результат обеспечивается тем, что она дополнительно содержити 33 при следующем соотношении компонентов мас. СаТ 3 40,7-57,95 Т 3 36-45,75 3 0,05-0,1525 2-6 1,6-3,1 33 2,4-4,3,а в способе получения керамического материала для высокочастотных термокомпенсирующих конденсаторов,заключающемся в приготовлении шихты путем смешивания ее компонентов, последующей термообработке,формовании из шихты заготовок и их обжиге, вышеуказанный технический результат обеспечивается тем,что при приготовлении шихты предварительно осуществляют гидротермальную обработкуи 33 путем их перемешивания в водной среде при 80-100 С с последующим обезвоживанием до остаточной влажности не более 0,5, затем полученную смесь смешивают с СаТ 3, Т 3, 3 и 25, а термообработку проводят при 750-850 С, после чего повторно смешивают все компоненты шихты. В данном случае снижение температуры спекания и повышение электропрочности керамики (материала) достигается введением в состав шихтыи 33, прошедших гидротермальную обработку, а повышение однородности шихты и снижение трудоемкости и энергозатрат достигается в результате гидротермальной обработкии 33 при низкой температуре 80-100 С, позволяет исключить трудоемкий синтез бората цинка при 800-850 С, а также исключить высокотемпературную обработку спеков из основных компонентов шихты. Возможность осуществления изобретения подтверждается нижеприведенными сведениями, относящимися к компонентному составу и технологическому выполнению шихты и способа результатам экспериментальной проверки, и к достигаемому техническому результату. Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. Предварительно получают спеки СаТ 3 и Т 3, затем перед смешиванием исходных компонентов шихты проводят гидротермальную обработкуи 33, для чего требуемое их количество перемешивают в водной среде при 80-100 С до образования однородной массы с последующим обезвоживанием до сыпучего состояния с остаточной влажностью не более 0,5, которую используют в качестве легкоплавкой цинкоборатной добавки. После этого все компоненты шихты, взятые в требуемом соотношении, смешивают до удельной поверхности 6000-8000 см 2/г. Полученную шихту прокаливают при 750-850 С до свободного содержанияне более 1,5, а затем еще раз смешивают и измельчают до удельной поверхности не менее 1695 1 10000 см 2/г. Из полученного материала формуют заготовки конденсаторов, например, по пленочной технологии, которые спекают (обжигают) при 1070-1150 С. Конкретными примерами шихты, иллюстрирующими изобретение, являются следующие ее оптимальные составы, мас. Состав 1 Состав 2 Состав 3 СаТ 3 40,7 49,35 57,95 Т 3 45,75 40,85 36 3 0,15 0,1 0,05 25 6 4 2 3,1 2,35 1,6 33 4,3 3,35 2,4 Примеры реализации способа приготовления шихты приведены в табл.1. Таблица 1 ИсследуРежимы гидротермальной обработки Режимы получения и свойства шихты емые составы шихт Состав добавки, мас. температура на- темпераудельная по- количество свогрева,тура проверхбодного,Состав 1 16 24 60 80 750 10000 1,5 Состав 2 23,5 33,5 43 90 800 10200 1,2 Состав 3 31 43 26 100 850 10500 0,3 Свойства материала на основе предлагаемой шихты и способа подтверждаются результатами испытаний,данные о которых приведены в табл.2. Таблица 2 Исследуемые Исследуемые составы и способы параметры Заявляемые Известные состав 1 состав 2 состав 3 патент СССР 1441630 а.с. СССР 791703(способ) 1 2 3 4 5 6 1.Температура об- 1070-1100 1100-1120 1120-1150 1220-1280 жига, С 2.Электрическая 18-25 18-25 18-25 10-15 прочность, кв/мм 3.Диэлектрическая 185 190 200 210-230 проницаемость,4.Диэлектрические 2-3 2-3 2-3 2-3 потери,10-4 5.Трудоемкость полу 0,15 0,15 0,15 0,6 чения 1 кг шихты,н/час 0,25 6. Энергоемкость 0,25 0,25 1,05 получения 1 кг шихты, кв/час Как следует из табл.2, керамический материал и способ его получения в сравнении с прототипом при практически совпадающих значенияхиимеет температуру обжига на 120-180 С ниже, электрическую прочность в 1,8-2 раза выше и в 3-4 раза меньшую трудоемкость и энергозатраты. Оптимальность состава шихты подтверждается тем, что при выходе количестваи 33 за пределы состава 3 (менее минимальных количеств) повышается температура спекания выше 1150 С, а при выходе за пределы состава 1(более максимальных количеств) снижается диэлектрическая проницаемость ниже 185. Экспериментально установлено, что наибольший технический результат достигается в заявляемом соотношении компонентов шихты и приемах получения материала из нее. Практическое применение материала и способа позволяет повысить электропрочность, снизить температуру спекания, трудоемкость и энергозатраты, а также применить для конденсаторных электродов сплав . оставитель Н.Б. Суханова Редактор В.Н. Позняк Корректоры А.М. Бычко, С.А. Тикач Заказ 2712 Тираж 20 экз. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.