Керамический материал, преимущественно для высокочастотных конденсаторов, и способ его изготовления

(12) ГОСУДАРСТЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ вндомство РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ1. Керамический материал, преимущественно для высокочастотных конденсаторов, содержащий ТЮ ВаО, 135203, Ыс 12 О 3,2 п 0, 13203,отличающийся тем, что он дополнительно содержит МпО, Ьа 203 и СаТЮз при следующем соотношении компонентов, мас.2. Способ изготовления керамического материала, ПрСЕЕМУЩСТВВННО ДЛЯ БЫСОКОЧЗСТОТНЫК конденсаторов, заключающийся в получении керамического спека и бората Цинка, приго(71) Заявитель Витебский завод радиодеталей производственного объединения Монолит (ВУ)(73) Патентообладатель Витебский завод ра диодеталей производственного объединения Монолит (ВУ)товлении шихты путем смешивания измелтьченных ее компонентов, термообработке шихты и измельчении полученного материала,отличающийся тем, что для приготовления шихты предварительно получают гидроборат цинка и спек СаТ 1 О 3, а керамический спек получают из Т 1 О 2, В 12 О 3 магов, Ьа 2 О 3,ВаСО 3, МиСО 3 при 122 О-1280 С после чего керамический спек и СаТ 1 О 3 смешивают с гидроборатом Цинка, а термообработку шихты осуществляют при 750-800 С и измельчают полученный материал до размера частиц не более 2 мкм.3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что гидроборат цинка получают путем термообработки смеси 210 и Н 3 ВО 3 в воде при 75-10 ОС с последующей сушкой при 100-12 ОС до сыпучего состояния.а БЫТЬ ИСПОЛЬЗОБЗНО В КВРЗМИЧЕСКОМ КОНДЕНСЗТОростроении, прегшущестненно для изготовления ВЫСОКОЧНСТПГНЫХ КОНДВНСЗТОрОВ.щ Известен керамический материал для высо кочастотных конденсаторов, включающийТ 1 О 2 ВаО, Ыс 12 Оэ и другие оксиды и способ его получения, включающий приготовление шихты путсм смешивания исходных компонентов, термообработку шихты, измельчение снеченного материала и изготовление из него заготовок конденсаторов.Данный материал имеет диэлектрическую проницаемость 85-87 и обеспечивает удовлетво 3 ВУ 958 С 1 4рительное качество высокочастотных конденсаторов. Вместе с этим недостатком материала и способа его получения является достаточно высокая (-1360 С) температура спекания.Наиболее близким по технической сути к изобретению является керамический материал,содержащий Т 1 О 2, ВаО, МфОз, В 12 О 3, 2 пО,А 12 О 3 и В 2 О 3 и способ его получения, включающий получение керамического спека, содержащего Т 102, ВаО, 1 Чс 12 Оз В 12 Оз и А 12 Оэ,и бората цинка, приготовление шихты путем смешивания спека и бората цинка, термообработку шихты, измельчение спеченного материала и получение из него заготовок конденсаторов 11Этот материал при относительно высоких диэлектрических свойствах имеет низкую (10201 О 80 С) температуру спекания, что позволяет получить из него конденсаторы удовлетворительного качества с электродами из сплава серебра с палладием.Существенным недостатком материала и способа его получения является то, что материал имеет недостаточно высокую (70-75) диэлектрическую проницаемость, невозможность корректировки температурного коэффициента диэлектрической проницаемости в. широком интервале, а способ достаточно сложен технологически и трудоемок в осуществлении, что ограничивает получение более высокого технического результата.Предлагаемый керамический материал и способ его получения позволяет устранить недостатки известных материалов аналогичного назначения и обеспечивает достижение более высокого технического результата, заключающегося в повышении диэлектрической проницаемости, обеспечении возможности корректировки ТКЕ материала в широком интервале значений при одновременном улучшении технологичности и снижении трудоемкости изготовления материала.Сущность изобретения заключается в том,что в предлагаемом керамическом материале,преимущественно для высокочастотных конденсаторов, включающем Т 1 О 2, ВаО, 131203,МЩОЗ, 2.110, В 2 О 3, вышеуказанный технический результат обеспечивается тем, что материал дополнительно содержит МПО, Ьа 20 з и СаТЮз при следующем соотношении компонентов, мас.а В СПОСОБЕ НЗГОТОБЛСНИЯ КСОЗМИЧССКОГО ма 10ных конденсаторов, заключающемся в получении керамического спека и бората цинка, приготовлении шихты путем смешивания ИЗМСЛЬЧЕННЫХ ЕЕ КОМПОНЕНТОВ, термообработке шихты и измельчении полученного материала, вышеуказанный технический результат обеспечивается тем, что для приготовления шихты предварительно получают гидроборат цинка и спек СаТйОз, а керамический спек получают из Т 1 О 2, В 12 О 3 Мг 12 О 3, 1.3203,ВаСО 3 при 1200-1280 С после чего керамический спек и СаТйОз смешивают с гидроборатом цинка, а термообработку шихты осуществляют при 750-800 С и измельчают полученный материал до размера частиц не более 2 мкм.Особенностью способа является то, что гидроборатпинка получают путем термообработки смеси ЕпО и НэВОэ в воде при 75-100 С с последующей сушкой при 100-120 С до сыпучего состояния.В данном случае повышение диэлектрической проницаемости, обеспечение возможности корректировки ТКЕ материала в широком интервале значешш при одновременном улучшении технологичности и сгшжении трудоемкости изготовлегшя материала посыпается в результате того, что основной керамический спек (1-х) ВаЫа 2 Т 14 О 12 - х 31203 ЗТЮ получают однократным высокотемпературным синтезом, при этом добавки оксидов марганца и лантана в нем играют роль ускорителя синтеза и стабилизатора структуры. Смещение основною спека с СаТЮЗ и гидроборатом Шиша (2 пОВ 20 з и Н 2 О) с одновременным их доизмельчением, прокаливанием позволяет получать оболочку бората цинка вокруг зерен керамических спеков,что, в свою очередь, обеспечивает снижение температуры спекания и возможность корректировки ТКЕ в ши ком интервале значений (от О до -75010 1/СЭ. Кроме того,получение основного керамического спека однократным синтезом обеспечивает повышение диэлектрической проницаемости до 90-95,улучшает технологичность и снижение трудоСМКОСТИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МВТВРИЛВ, при ЭТОМ улучшение качества синтеза бората цинка повышает однородность его распределения в шихте, что также способствует улучшению вышеуказанных свойств материала и способа его ПОЛУЧЕНИЯ.Предлагаемый способ получения керамического материала осуществляется следуюппш образом.Предварительно готовят шихту керамического сггека (1-х) ВаЫс 12 Тй 4 О 12 - х В 12 О 3 3 Т 1 О 2,для чего оксиды Т 1 О 2, ВаО, В 12 О 3, Ыс 12 О 3 и 121203 и карбонаты ВаСО 3 и МпСОз, взятые в требуемом соотношении, смешивают и измельчают в течение 1-2 часов, а затем подвергают термообработке при 122 О-1280 С с выдержкой при максимальной температуре 2-4 часа. Одгшм из известных в керамическом про 5 ву 958 С 1 С вспек СаТЮз. Гилроборат цинка (21103205 и Н 2 О) получают варкой смеси ЪпО и Н 5 ВО 3 в воде при температуре 75-1 ООС с последующим испарением влаги при 100-120 С до придания шихте сыпучего состояния. После этого керамические спеки (1 х) ВаМс 12 Т 14 О 12 - х В 12 Оэ 3 Т 102 и СаТ 1 О 3 измельчают до размера частиц не более 3 мкм и смешивают с тидроборатом цигпса в течение 1-2 часов. Полученную смесь прокаливают при температуре 750-800 Сс выдержкой при максимальной температуре 2-3 часа и вновь измельчают до размера частиц не более 2 мкм (удельная поверхность 2 10000 см 2/г сухим, а затем мокрым способами. Полученный, таким образом, керамический материал Используют для получения формовочногополуфабриката - или- приготовления питьевого ШЛИКВРЭ ДЛЯ ОТЛИВКИ ТОНКИХ КСраМИЧВСКИХ пленок, из которых известным в керамическом конденсаторостроении образом подгучатот заготовил выоокочастпгньш керамических ксященшторов. Заготовки кощенсаторов (образцы материала) опекают при температуре 1 О 40-112 ОС.конкретными примерами заявляемого ма териала, иллюстрирующими изобретение,являются следующие его оптимальные со ставы, мас.Состав Состав Состав Состав 1 2 4Свойства материала и способа его получения,а также конденсаторов на Их основе подтверждаются результатами экспериментальной проверки, данные о которых приведены в табл.Как следует из табл., предлагаемый материал и способ его получения в сравнении с протоколом по а. с. СССР 1021676 позволяет повысить диэлектрическую проницаемость на 30-40, обеспечивает возможность регулировки ТКЕ в интервале от 0 до -75 О, а также снизить количество термообработок спека,трудоемкость и технологические потери при изготовлении материала в 2-3 раза, что свидетельствует о преимуществах предлагаемого материала для высокочастотных конденсаторов в сравнении с известными.Оптимальность состава предлагаемого материала подтверждается тем, что при введении титаната кальция более максимального количества 45,7 мас. (выход за состав 4) проис кодит- рост- ТКЕ вне пропорционально вводимойдобавки, ухудшается гуд, а при введении его менее минимальноГо количества 0,05 мас.(выход за состав 1) эффект введения СаТйОз утрачивается. При введении МпО и 121203 более максималъньпс котшчеств (вьпсод за состав 1) снижается сопротивление изоляции и электрическая прочность материала, а при введении этих добавок менее минимальных количеств (выход за состав 4) их влияние практически НЕ ощутчшо.Экспериментально установлено, что наибольший технический результат достигается при заявляемом соотношении компонентов материала и приемов его получения.Практическое применеьше предлагаемого материала и способа его получения в керамическом конденсаторостроеъши позволяет снизить себестоимость нацелили, повысить удельную емкость, управлять теьпхератъгршш коэффициентом емкости,получая шш термостабильные или термокомпенсирующие конденсаторы, что очень важно в производстве высокочастотных конденсаторов.В настоящее время разработана рецептура и текпроцесс получения материала и произвоДИТСЯ ИХ ВНЕДРЕНИЕ В ПРОИЗВОДСТВЕ МОНОЛИТнык конденсаторов.Диэлектрическая проницаемость, г 90 Телшературъгьп коэффтщиент ДИэлектрической проницаемостиЧисло температурных обработок и иэготовлентш шт.Госуцарственное патентное ведомство Республики Бсларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.