Шихта сегнетокерамического материала для низкочастотных конденсаторов

01 4/12 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ ШИХТА СЕГНЕТОКЕРАМИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ НИЗКОЧАСТОТНЫХ КОНДЕНСАТОРОВ(73) Патентообладатели Мастыко Лариса Павловна,Мамчиц Эдуард Иосифович,Полейко Анатолий Дорофеевич, Самойлов Владимир Васильевич(57) Шихта сегнетокерамического материала для низкочастотных конденсаторов, включающая оксид свинца,оксид железа, пентоксид ниобия, кислородсодержащее соединение вольфрама и модифицирующую добавку,отличающаяся тем, что она содержит в качестве кислородсодержащего соединения вольфрама вольфрамовую кислоту, в качестве модифицирующей добавки по меньшей мере одно соединение из группы, включающей углекислый кальций, углекислый барий и углекислый марганец, и дополнительно оксид меди при следующем соотношении компонентов, мас. Изобретение относится к области керамического производства, в частности к составам шихт сегнетокерамических материалов, и может быть использовано в радиоэлектронной технике при изготовлении низкочастотных керамических конденсаторов. Известна шихта сегнетоэлектрического керамического материала для низкочастотных конденсаторов,содержащая( 1/32/3)3,(/2 /2) 3, РТ 3 и добавку МСО 3 х М(ОН)2 хН 2 О 1. Сегнетокерамический материал на основе данной шихты имеет относительно высокую (16000 - 18000) диэлектрическую проницаемость, что обеспечивает удовлетворительные характеристики изделий из него. В то же время он отличается достаточно высокой (1220 - 1250 С) температурой обжига, материалоемкостью и трудоемкостью процесса его получения, т.к. из-за особенностей компонентного состава его шихты и высокой температуры обжига в процессе спекания требуется герметизация заготовок с целью предотвращения испарения свинца, а также невозможно применение для конденсаторных электродов более дешевых благородных металлов. Наиболее близкой по компонентному составу к изобретению является шихта сегнетокерамического ма 1 2892 1 териала для низкочастотных конденсаторов, содержащая оксиды свинца, железа, ниобия, никеля, вольфрама и модифицирующую добавку - нитрат марганца 2. Сегнетокерамический материал на основе этой шихты характеризуется сравнительно низкой (850 - 925 С) температурой обжига (спекания), что позволяет исключить в процессе спекания операцию герметизации заготовок и применить более дешевые электродные металлы и сплавы. Существенным недостатком материала на основе данной шихты является то, что он, в силу особенностей компонентного состава шихты, связанных с образованием сложных тройных оксидов, не обеспечивает существенного повышения диэлектрической проницаемости и снижение температуры спекания заготовок, например ниже 850 - 925 С, что ограничивает возможность дальнейшего удешевления электродных материалов и изделий при сохранении высокого уровня их электропараметров. Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение диэлектрической проницаемости, возможность дальнейшего снижения температуры обжига заготовок и связанное с повышением диэлектрической проницаемости удешевление изделий за счет снижения удельного расхода сырья и электродных материалов при сохранении высокого уровня электропараметров материала и изделий на его основе. Поставленная задача решается за счет того, что при использовании существенных признаков, характеризующих известную шихту сегнетокерамического материала для низкочастотных конденсаторов, которая включает оксид свинца, оксид железа, пентоксид ниобия, кислородсодержащее соединение вольфрама и модифицирующую добавку, в соответствии с изобретением шихта содержит в качестве кислородсодержащего соединения вольфрама вольфрамовую кислоту, в качестве модифицирующей добавки по меньшей мере одно соединение из группы, включающей углекислый кальций, углекислый барий и углекислый марганец и дополнительно оксид меди при следующем соотношении компонентов, мас. В данном случае повышение диэлектрической проницаемости, возможность дальнейшего снижения температуры обжига и удешевление изделий обеспечивается в результате того, что введение в состав шихты материала вольфрамовой кислоты и модифицирующей добавки в сочетании с окисью свинца и пентоксидом ниобия позволяет повысить диэлектрическую проницаемость до 15000 - 22000 и снизить температуру обжига до 820-920 С. При этом снижение температуры обжига способствует применению для конденсаторных электродов более дешевых металлов или сплавов, а повышение диэлектрической проницаемости способствует снижению удельного расхода исходных материалов. Кроме того, присутствие в составе шихты оксидов железа и меди улучшает спекаемость и электропараметры (из,и ) материала и изделий. Сегнетокерамический материал на основе предлагаемой шихты получают следующим образом предварительно из взятых в заявляемых количествах оксида железа (е 2 О 3), оксида меди , пентоксида ниобия(25) и вольфрамовой кислоты (24) получают спек путем синтеза при 1050 - 1150 С с последующим измельчением. Затем измельченный спек смешивают с требуемым количеством оксида свинца ( РО) и модифицирующей добавки, предоставляющей собой по меньшей мере одно соединение из группы, включающей углекислый кальций (СаСО 3), углекислый барий (ВаСО 3) и углекислый марганец (МСО 3) и получают шихту сегнетокерамического материала. Ингридиентный состав модифицирующей добавки определяют из необходимости улучшения конкретных характеристик материала или одновременного оптимального их улучшения, например сохранения высоких значений диэлектрической проницаемости и электропараметров ( из,) при снижении температуры обжига и т.д. Приготовленную шихту синтезируют при 700 - 750 С и измельчают до 4000 - 8000 см 2/г, получая таким образом сегнетокерамический материал для низкочастотных конденсаторов. Из полученного материала, например методом пленочной технологии, формуют керамические пленки и получают заготовки конденсаторов из них, которые обжигают (спекают) при 820 - 920 С с одновременным вжиганием электродов на основе сплава - с содержанием серебра в нем более 85. Конкретными примерами заявляемой шихты, иллюстрирующей изобретение, являются следующие ее оптимальные составы, мас.Состав 1 Состав 2 Состав 3 РО 58 66,75 73 е 2 О 3 15 11 9 25 19 13,5 9 24 3 5,75 8,9 Свойства материала на основе предлагаемой шихты и конденсаторов из него подтверждаются результатами экспериментальной проверки, данные о которой приведены в таблице. Исследуемые характеристики Исследуемые составы шихт заявляемая состав 2 состав 3 Как следует из таблицы, материал на основе заявляемой шихты в сравнении с прототипом при практически одинаковом уровне электропараметров (из, ) имеет диэлектрическую проницаемость в два раза выше, несколько меньшую температуру обжига и более дешевый конденсаторный электрод. Оптимальность состава шихты подтверждается тем, что при выходе содержания компонентов за пределы состава 1 снижается диэлектрическая проницаемость, а при выходе за пределы состава 3 ухудшаются электропараметры ( ) и снижается диэлектрическая проницаемость. Экспериментально установлено, что наибольший технический результат достигается при заявляемом соотношении компонентов шихты. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.