Шихта керамического материала для высочастотных термокомпенсирующих конденсаторов

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ(54)ШИХТА КЕРАМИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ ТЕРМОКОМПЕНСИРУЮЩИХ КОНДЕНСАТОРОВ И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА ИЗ НЕЕ(71) Заявитель Витебское производственное объединение Монолит (ВУ)(73) Патентообладатель Витебское производственное объединение Монолит (ВУ)1. Шихта керамического материала для высокочастотных термокомпенсирующих конденсаторов, включающая СаТйОз, ЗгЫЬ 2 О 5,ЫаЫЬО 3, ЬаМОа, Мп 02 и 2102, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит 2110 и Н 3 ВО 3 при следующем соотношении компо нептов,мас,4 Мп 02 0,02 - 0,10 О 202 0,47 - 1,40 2110 0,94 - 2,37 щ НзВОз 1,42 - 3,60. Ч 00 2. Способ получения керамического матери ала для высокочастотных термокомпенсирую( щих конденсаторов, заключающийся в Щ приготовлении шихты путем смешивания еекомпонентов и последующей термообработки, формовании из шихты заготовок и их обжиге, отличающийся тем, что при приготовлении шихты предварительно производят гидротермальную обработку 210 и Н 3 ВОз 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 СаТЮз,5 ГЫЬ 206, ЫаЫЬОз, 1 аА 103, Мп 02 и 2 гО 2, а термообработку проводят при 750-850 С, после чего повторно смешивают все компоненты шихты.Изобретение относится к области производства радиодеталей, в частности к составам и способам получения керамических диэлектриков, и может быть использовано в конденса торостроении при изготовлении высокочастотных термокомпенсирующих конденсаторов.Известен керамический материал для высокочастотных термокомпенсирующих конденсаторов, содержащий титанат кальция, ниобаты стронция и натрия и алюминат лантана, а также способ получения керамических материалов путем одновременного смешивания и измельчения компонентов шихты, формования и обжига керамических заготовок 1 1.Данный материал позволяет изготавливать термокомпенсирующие конденсаторы с удовлетворнтельными диэлектрическими характеристиками, но в то же время не обеспечивает существенного повышения их электрической прочности, а способ, являясь достаточно производительным, не обеспечивает высоких технологических свойств материалов.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является керамический материал для высокочастотных термокомпенсирующих конденсаторов, содержащий титанат кальция, ниобаты стронция и натрия, алюминат лантана и оксиды марганца и циркония 2 , и способ изготовления керамики путем СМСШИБННИЯ КОМПОНЕНТОВ, ПРИГОТОВЛЕНИЯ СПСков и их дробления, смешивания с добавлением бората цинка, термообработки, вторичного дробления, формования и обжига заготовок З 1.Этот материал характеризуется повышенной диэлектрической проницаемостью, удельным сопротивлением и позволяет повысить электрическую прочность изделий на его основе, а способ способствует сокращению времени снекания и обеспечению стабильности температурного коэффициента диэлектрической проницаемости.Существенным недостатком материала является то, что он в силу особенностей своего компонентного состава имеет сравнительно высокую температуру спекания (126 О-1 З 2 ОС) и не обеспечивает дальнейшего более существенного повышения электрической прочности изделий из него, что в свою очередь не позволяет снизить толщину диэлектрических слоев и произвести замену дорогостоящего палладия на более дешевые металлы при формировании конденсаторных электродов,а недостатком способа является то, что он изза дополнительной термообработки характеризуется высокой трудоемкостью и энергозатратами и не обеспечивает высокой однородности шихты материала,что в свою очередь не обеспечивает высокой технологичности материала и качества изде 10лий и ограничивает получение более высокого технического результата.Предлагаемая шихта керамического материала и способ получения материала из нее позволяют устранить недостатки известных способов получения и составов керамических шнхт и обеспечивают достижение более высокого технического результата, заключающегося в повышении однородности шихты,снижении температуры спекания и повышении электрической прочности материала при одновременном снижении трудоемкости и энергозатрат при изготовлении материала и изделий и возможности замены дорогостоящих драгмегаллов на более дешевые при формировании конденсаторных электродов.Сущность изобретения заключается в том,что в заявляемой шихте керамического материала для высокочастотных термокомпенсирующих конденсаторов, включающей СаТгОз,5 гЫЬ 20 в, ЫаЫЬОы ЬаА 1 О 3, МпО и 2 гО 2,вышеуказанный технический результат достигается тем, что шихта дополнительно содержит ЕЦО и НзВО 3 при следующем соотношении компонентов, мас.а в способе получения керамического материала из данной шихты, заключающемся в приготовлении шихты путем смешивания ее компонентов и последующей термообработки,формовании из шихты заготовок и их обжиге,вышеуказанный технический результат обеспечивается тем, что при приготовлении шихты предварительно производят гидротермальную обработку 210 и Н 3 В 0 з путем их перемешивания в водной среде при 80-100 С с последующим обезвоживанием до остатачной влажности не более 0,5 , затем полученную смесь смешивают с СаТ 103, гЫЬ 205 ЫаЫЬ 03,1.аА 1 О 3, МпО и 2 гО 2, а термообработку проводят при 750-850 С, после чего повторно смеШИВЗЮТ ВСЕ КОМПОНЕНТЫ ШИХТЫ.В данном случае снижение температуры спекания и повышение электрической прочности КСРНМИКИ ДОСТИГЗСТСЯ В РЗУЛЬТЗТС ВВЕДЕНИЯ В состав шихты прошедших гидротермальную обработку 2 пО и НзВ 03, а повышение однородности шихты и снижение трудоемкости и энергозатрат при получении керамического материала достигается в результате гидротермальной обработки 210 и Н 3 ВО 3при низкой температуре 80-100 С, чтояпозволяет исключить трудоемкий синтез бората цинка при 8 О 0-850 С, а также исключить высокотемпературную обработку спеков из основных компонентов шихты. Кроме того, в результате повышения электропрочности и снижения температуры спекания становится возможным снизить толщину конденсаторного диэлектрика и произвести замену дорогостоящих электродных металлов на более дешевые.Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.Предварительно известным в керамическом производстве образом получают спеки СаТЮ 3,БГЫЪЦОЬ, ЫаЫЬОз и 1 аА 103. Затем перед смешиванием исходных компонентов шихты производят гидротермальную обработку оксида цинка и борной кислотыдля чего требуемое количество 2 пО и НзВОз перемешивают в водной среде при температуре 80-100 С до образования однородной массы. После этого полученную таким образом массу обезвоживают до сыпучего состояния с остаточной влажностью не более 0,5 И, и используют в качестве легкоплавкой цинкоборатиой добавки. После этого все компоненты шихтььвзятые в заданном соотношенищсмешивают до удельной поверхности 6000-8000 см 2/ г. ПолученнуюПримеры реализации способа приготовления шихтыдишюстрирующие изобретение, приведены в табл.1.Свойства. М 3 ТеРиа-д 3 991199 предлагало шихты и способалгллюстрирующие достижение более высокого технического результата, подтверждаются результатами испытанийданные о которых приведены в табл.2.Как следует из табл.2, керамический материал на основе предлагаемой шихты и способ его получения при практически совпадающих значениях Е и 136 с известным материалом по 2 имеет температуру спекания ниже на 250300 С а электрическую прочность на 40-50 выше, при этом способ получения материала в сравнении с известным по 31 характеризуется в 3-4 раза меньшей трудоемкостью и энергозатратами. Кроме того, предлагаемыйвы шихты Состав добавки, мас. Д,шихту подвергают термообработке при температуре 750-850 С до свободного содержания2 п 0 не более 1,5 а затем еще раз смеши вают И ИЗМСЛЬЧЗЮТ СУХИМ И МОКрЫМ СПОСОБЗМИ до удельной поверхности не менее 10000 смз/ г. Из полученной таким образом керамической шихты известным образом, например по пленочной технологии, формуют заготовки керамических конденсаторов, которые обжигаютконкретными примерами предлагаемой шихты, Шшюстрирующими изобретение, являются следующие ее оптимальные составы, мас.материал позволяет получать более тошие слои конденсаторного диэлектрика и использовать для формирования электродов более дешевые металшы. , Оптимальность состава предлагаемой шихты ПОДТВСРЖДНТСЯ ТЕМ, ЧТО ПРИ ВВЕДЕНИИ В ЩИХТУ ЕпО и Н 3 ВОз менее минимальных количеств 0,94 и 1,42 мас. соответственно (выход за состав 3) повышается температура обжига выше оптимальной 1150 С а при введении этих добавок более максимального количества 2,37 и 3,6 масди, соответственно (выход за состав 1) снижается диэлектрическая проницаемость ниже допусгимого предела 130.Экспериментально установленощто наибольший технический результат достигается при заявляемом соотношении компонентов шихты и заявляемых приемах способа получения ма териала из нее.ПРВКТИЧВСКОЕ применение материала И СПОсоба ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ при ИЗГОТОВЛЕННЫЕ КОНДЕН г сслсдуеме параметрысаторов по группе ТКЕ М-750 позволяет снизить температуру обжига на 250-300 С повысить электрическую прочность на 40-50, а также снизить трудоемкость и энергозатраты5 при получении материала в 3-4 раза при од ЗаявляемаяИсслед емые составы шихты И способа пол чтения мате палаНОВрСМЕННОМ СНИЖЕНИИ СТОИМОСТИ КОНДСНСЗГОРНЫХ ЭЛСКТПОДОВ.гигант-лишенное патентное ведомство Республики Беларусь.