PL229471B1 - Sposób wytwarzania przestrajalnych kompozytów ceramika- -polimer dla elektroniki wysokich częstotliwości - Google Patents

Sposób wytwarzania przestrajalnych kompozytów ceramika- -polimer dla elektroniki wysokich częstotliwości

Info

Publication number
PL229471B1
PL229471B1 PL410683A PL41068314A PL229471B1 PL 229471 B1 PL229471 B1 PL 229471B1 PL 410683 A PL410683 A PL 410683A PL 41068314 A PL41068314 A PL 41068314A PL 229471 B1 PL229471 B1 PL 229471B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
amount
weight
ceramic
water
ceramic powder
Prior art date
Application number
PL410683A
Other languages
English (en)
Other versions
PL410683A1 (pl
Inventor
Mikołaj Szafran
Emilia Pawlikowska
Emilia Pietrzak
Ewa Bobryk
Yevhen Yashchyshyn
Konrad Godziszewski
Janusz Kozakiewicz
Izabela Ofat
Joanna Trzaskowska
Original Assignee
Inst Chemii Przemyslowej Im Prof Ignacego Moscickiego
Politechnika Warszawska
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Inst Chemii Przemyslowej Im Prof Ignacego Moscickiego, Politechnika Warszawska filed Critical Inst Chemii Przemyslowej Im Prof Ignacego Moscickiego
Priority to PL410683A priority Critical patent/PL229471B1/pl
Publication of PL410683A1 publication Critical patent/PL410683A1/pl
Publication of PL229471B1 publication Critical patent/PL229471B1/pl

Links

Landscapes

  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

Sposób wytwarzania przestrajalnych kompozytów ceramika - polimer dla elektroniki wysokich częstotliwości polega na zmieszaniu proszku ceramicznego w ilości 20 - 65% wag. i wody w ilości 35 - 80% wag. wraz z następującymi składnikami masy lejnej w ilościach odnoszących się do masy proszku ceramicznego: spoiwo w ilości 0,3 - 50% wag., upłynniacz w ilości 0,10 - 5,0% wag., plastyfikator w ilości 0 - 50% wag., alkohol etylenowy w ilości 0 - 1,0% wag. oraz środki powierzchniowo czynne w ilości 0 - 0,5% wag., a następnie wylaniu odpowietrzonej, jednorodnej masy ceramicznej do formy lub na gładkie podłoże, wyjęciu kształtki z formy lub zdjęciu folii z podłoża po wysuszeniu. Sposób charakteryzuje się tym, że jako spoiwo stosuje się dyspersje poliuretanowe na bazie wody, dyspersje poliuretanowo - silikonowe na bazie wody, polimerowe spoiwa akrylowe, wodne roztwory polimerów akrylowych lub ich mieszaniny.

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania przestrajalnych kompozytów ceramika-polimer, metodą opartą na układach koloidalnych o niskiej toksyczności, w celu zapewnienia przestrajalności przenikalności dielektrycznej dla wysokich częstotliwości.
Wśród metod formowania folii ceramicznych opartych na układach koloidalnych w literaturze naukowej i patentowej można wyróżnić m.in. procesy odlewania żelowego (ang. gelcasting), żelowego odlewania folii (ang. gel-tape casting) oraz procesy odlewania folii (ang. tape casting).
Pierwsze wzmianki o wykorzystaniu metody odlewania folii pojawiły się ponad 60 lat temu i szybko została ona zaadaptowana do produkcji przemysłowej np. ogniw paliwowych. Otrzymywanie nowych, elastycznych polimerów przewodzących w znacznym stopniu skierowało zainteresowanie naukowców pracujących nad nowoczesnymi rozwiązaniami w kierunku elastycznych ogniw paliwowych, elementów baterii słonecznych, oraz tranzystorów.
W dziedzinie zaawansowanej elektroniki niezwykle ważne jest zachowanie jednorodności składu materiału w całej objętości elementu, lub kontrolowany gradient parametrów materiału, co jest niezwykle trudne do osiągnięcia w procesie technologicznym. Restrykcyjne wymogi w odniesieniu do właściwości materiałów spowodowały szybki rozwój takich metod wytwarzania cienkich warstw do zastosowań elektronicznych jak: napylanie jonowe, drukowanie 3D i pulsacyjne osadzanie laserowe (B. Panda, A. Dhar, G.D. Nigam, D. Bhattacharya, S.K. Ray, Thin Solid Films 332 (1998) 46-49, R. Thielsch, K. Kaemmer, B. Holzapfel,mL. Schultz, Thin Solid Films 301 (1997) 203-210, Haibo Zhang, Shenglin Jiang, Jianzhong Xiao, Koji Kajiyoshi, J. European Ceramic Society 30 (2010) 3157-3165). Metody te pozwalają na otrzymywanie cienkich warstw o odpowiednich parametrach do zastosowań w elektronice, a przy tym umożliwiają operowanie w wysokich częstotliwościach, jednak są to warstwy nieelastyczne.
Bardzo istotną cechą materiałów przeznaczonych do zastosowań w elektronice jest ich przestrajalność definiowana jako zmiana wartości względnej stałej dielektrycznej (e = prZy zmianie przyłożonego zewnętrznego pola elektrycznego, uwzględnieniem geometrii próbki, gdzie ε(ο) to przenikalność dielektryczna bez przyłożonego pola, a e(u) to przenikalność dielektryczna w zewnętrznym polu elektrycznym. Wysoka przestrajalność układów elektrycznych w znaczny sposób poszerza ich zastosowanie i pozwala na sterowanie ich parametrami. Mogą one być zastosowane jako detektory oraz stanowić część układów nadawczo-odbiorczych, filtrów. Dodatkowym atutem takich materiałów jest możliwość pracy w różnych zakresach częstotliwości, im w wyższych pasmach i szerszym zakresie tym lepiej. Zwłaszcza zakres sub-terahercowy i terahercowy stanowi zapomnianą lukę (ang. „forgotten gap”), ponieważ jest niewiele materiałów mogących pracować w tym zakresie częstotliwości, zwłaszcza w pokojowej temperaturze.
Wytworzenie przestrajalnego materiału, z powodu wysokich wartości stałej dielektrycznej, wymaga naniesienia na płytki podłożowe bardzo cienkiej warstwy, nie grubszej niż kilkadziesiąt nanometrów, lub 0,01 μm gdy materiał jest domieszkowany i ustrukturyzowany (Robert Schafranek, Andre Giere, Adam G. Balogh, Thorsten Enza, Yuliang Zheng, Patrick Scheele, Rolf Jakoby, Andreas Klein, Journal of the European Ceramic Society 29 (2009) 1422-1442-, A.K. Tagantsev, V.O. Sherman, K.F. Astafiev, J. Venkatesh & N. Setter, Journal of Electroceramics, 11, 5-66, 2003). Pomimo stosowania dodatków polimerowych w celu poprawy właściwości dielektrycznych nie są to materiały elastyczne (A.K. Tagantsev, V.O. Sherman, K.F. Astafiev, J. Venkatesh & N. Setter, Journal of Electroceramics, 11, 5-66, 2003; Sung-Dong Cho, Sang-Yong Lee, Jin-Gul Hyun, Kyung-Wook Paik, Journal Of Materials Science: Materials In Electronics 16 (2005) 77-84)), co ogranicza możliwości ich stosowania.
Najczęściej stosowanymi proszkami ceramicznymi o właściwościach przestrajalnych są ferroelektryczne materiały, takie jak: tytanian baru, tytanian barowo-strontowy i ich domieszkowane tlenkami struktury. Przykładem materiału kompozytowego opracowanego do zastosowań w wysokich częstotliwościach może być BST-ZrO2 (US 5486491A). W celu wytworzenia warstwy proszek BST-ZrO2 mieszano ze spoiwem, przykładowo z wodną emulsją polimeru akrylowego, a następnie materiał ten został spieczony i sprasowany. Dodatek spoiwa miał na celu jedynie ułatwienie technologiczne wytwarzania warstwy, natomiast podczas spiekania i prasowania organiczne składniki zostały usunięte, a w konsekwencji uzyskana warstwa nie była elastyczna. Wprawdzie wyniki elektryczne otrzymanego materiału były zadawalające, jednak materiał ten nie spełnia oczekiwań jako element układów prze
PL 229 471 Β1 znaczonych do pracy mechanicznej, ponieważ wytworzone z niego warstwy są nieodporne na wstrząsy oraz tworzenie z nich bardziej rozbudowanych układów jest ograniczone.
W ostatnich latach widoczne są wysiłki naukowców, których celem jest stworzenie elastycznych, cienkich warstw kompozytowych o dużej jednorodności i bez gradientu gęstości (Agata Stempkowska, Andrzej Kochanowski, Piotr Izak, Ceramic Materials, 61, 2, (2009), 97-101, Zhifu Liu, Yiling Wang, Yongxiang Li, ABC Comb. Sci. 2012, 14, 205-210). I tak, z polskiego opisu patentowego PL200446 znany jest sposób wytwarzania kompozytu ceramika-polimer do zastosowań mikrofalowych polegający na tym, że proszek ferroelektryczny miesza się ze spoiwem polimerowym, ewentualnie z plastyfikatorem, środkiem upłynniającym, środkiem powierzchniowo czynnym, z dodatkiem rozpuszczalnika organicznego lub wody. Otrzymaną masę wylewa się na podłoże, w celu otrzymania kompozytu w postaci folii o grubości od 0,05 do 1 mm, lub z masy plastycznej metodą wytłaczania lub prasowania formuje się kształtki kompozytu, którego względna przenikalność dielektryczna wynosi od 1,1 do 20, przestrajalność nie jest niższa niż 20%, a tangens strat dielektrycznych w zakresie mikrofal nie jest wyższy niż 0,05. Na folię lub kształtki nanosi się następnie znanym sposobem warstwę przewodzącą ze srebra, złota lub innego metalu. Jako spoiwo stosuje się polimer o właściwościach hydrofobowych lub dyspersję polimeru hydrofobowego w wodzie. Najkorzystniej jako spoiwo polimerowe stosuje się poli(winylobutyral).
Kluczowym etapem tworzenia przestrajalnych kompozytów ceramiczno-polimerowych jest dobór polimeru. Nie wszystkie polimery pozwalają na uzyskanie szerokiego zakresu przestrajania materiału. Zastosowane w wynalazku według PL200446 polimery są rozpuszczalne wyłącznie w rozpuszczalnikach organicznych. Ze względu na silnie hydrofobowe właściwości proszku ceramicznego w kompozycie powstają wiązania pomiędzy proszkiem ceramicznym i polimerem, co powoduje blokowanie domen po przyłożeniu nacisku lub delikatnym rozciągnięciu. Hydrofobowe właściwości proszku ceramicznego powodują, że upłynnienie go w roztworze wodnym jest bardzo kłopotliwe i wymaga szczególnej dbałości o skład zastosowanych odczynników do przygotowania zawiesiny ceramicznej. Ponadto zastosowane materiały sprawiają, iż technologia przygotowania nie zalicza się do ekologicznych. W celu zmniejszenia toksyczności i poprawy parametrów elektrycznych materiału opracowano technologię wytwarzania cienkich, przestrajalnych, elastycznych folii z zastosowaniem ekologicznych wodorozcieńczalnych materiałów polimerowych.
Sposób wytwarzania przestrajalnych kompozytów ceramika-polimer dla elektroniki wysokich częstotliwości polega na zmieszaniu proszku ceramicznego w ilości 20-65% wag. i wody w ilości 35-80% wag. wraz z następującymi składnikami masy lejnej w ilościach odnoszących się do masy proszku ceramicznego: spoiwo w ilości 0,3-50% wag., upłynniacz w ilości 0,10-5,0% wag., plastyfikator w ilości 0-50% wag., alkohol etylenowy w ilości 0-1,0% wag. oraz środki powierzchniowo czynne w ilości 0-0,5% wag., a następnie wylaniu odpowietrzonej, jednorodnej masy ceramicznej do formy lub na gładkie podłoże, wyjęciu kształtki z formy lub zdjęciu folii z podłoża po wysuszeniu. Metoda według wynalazku charakteryzuje się tym, że jako spoiwo stosuje się dyspersje poliuretanowe na bazie wody, dyspersje poliuretanowo-silikonowe na bazie wody, polimerowe spoiwa akrylowe, wodne roztwory polimerów akrylowych, lub ich mieszaniny. Jako proszek ceramiczny stosuje się BaxSri.xTiO3, gdzie 0,1 <x>1, domieszkowany tlenkami metali w stosunku molowym 0-20%. Wielkość ziarna ceramicznego proszku zawiera się w zakresie od 15 nm do 10 gm.
Korzystnie stosuje się dyspersję poliuretanową na bazie wody o stężeniu fazy stałej od 10 do 60% wagowych.
Korzystnie masę ceramiczną miesza się do zhomogenizowania zawiesiny i upłynnienia proszku ceramicznego w roztworze z wykorzystaniem ultradźwięków, np. z wykorzystaniem głowic ultradźwiękowych lub płuczek ultradźwiękowych.
Korzystnie jako proszek ceramiczny stosuje się BaxSri xTiO3 spiekany w temperaturze 1350°C w atmosferze tlenowej, syntezowany metodą sol-gel.
Korzystnie jako plastyfikator stosuje się glikol etylenowy lub wyższe glikole.
Jako proszek ceramiczny korzystnie stosuje się tytanian barowo-strontowy o różnej stechiometrii baru do strontu, w zależności od temperatury w której ma pracować kompozyt, domieszkowany tlenkami metali, takimi jak np.: tlenek miedzi, tlenek niklu, tlenek bizmutu, lub innymi znanymi dodatkami modyfikującymi budowę krystalograficzną ziarna i właściwości reologiczne masy lejnej. Jako upłynniacz korzystnie stosuje się Dispex A-40, Duramax D-3005 (roztwór soli amonowej polimeru akrylowego w wodzie, sól amonowa polielektrolitu), mieszaninę kwasu cytrynowego i wodorocytrynianu diamonu lub cytrynian triamonu lub poliakrylan amonu lub poli(metakrylan sodu) lub sól amonową
PL 229 471 Β1 poli(kwasu metakrylowego) lub wodorotlenek tetrametyloamoniowy. Jako plastyfikator stosuje się glikol etylenowy. Możliwe jest również zastosowanie wyższych glikoli. Korzystnie jest również zastosować dodatek alkoholu etylowego.
Spieczony i zmielony proszek ferroelektryczny wraz ze spoiwem, rozpuszczalnikiem, upłynniaczem i plastyfikatorem po wymieszaniu tworzy folie w stanie surowym („green tape”). Ksztahka poddawana jest suszeniu w temperaturze pokojowej, lub podwyższonej do 100°C.
Wodne dyspersje poliuretanowe i poliuretanowo-silikonowe wykorzystane według wynalazku do otrzymywania przestrajalnych kompozytów ceramiczno-polimerowych otrzymano metodą prepolimerowo-jonomerową, opisaną m.in. w: Tripak R.E., Markusch P.H.: J.Coat.Technol., 58, (738), 49(1986), w której związek zawierający ugrupowania będące prekursorami grup jonowych (zwykle grupy -COOH lub -SOsH) wbudowuje się do łańcucha na etapie tworzenia prepolimeru. Następnie otrzymany prepolimer neutralizuje się, otrzymując „prepolimero-jonomer”, który w kolejnym etapie emulguje się w wodzie i poddaje sieciowaniu. Otrzymany prepolimero-jonomer jest rozcieńczany niewielką ilością wysoko wrzącego rozpuszczalnika mieszającego się z wodą, który spełnia rolę koalescenta w procesie tworzenia filmu. W procesie otrzymywania dyspersji poliuretanowo-silikonowej jako składnik diolowy zastosowano polisiloksanodiol zakończony grupami hydroksyalkilowymi, zaś w procesie otrzymywania dyspersji poliuretanowej użyto politetrahydrofuran.
Sposób według wynalazku pozwala na uzyskanie surowego elementu kompozytowego lub cienkiej folii ceramiczno-polimerowej o grubości od 0,05 do 2 mm i o niskiej toksyczności. Zastosowanie jako spoiwa dyspersji polimerowych powstałych na bazie wody i roztworów wodnych polimerów zgodnie z wynalazkiem pozwoliło na uzyskanie stałej dielektrycznej, strat oraz przestrajalności o wartościach umożliwiających wykorzystanie folii w elektronice w całym zakresie częstotliwości, aż do częstotliwości terahercowych. Powierzchnia otrzymanych folii charakteryzuje się niewielką chropowatością, co ułatwia nanoszenie na jej powierzchni kontaktów w celu zapewnienia przyłożenia zewnętrznego pola niezbędnego do charakteryzacji materiału. Zastosowane według wynalazku spoiwo w kompozycie ceramiczno-polimerowym pozwala uzyskiwać parametry przestrajania w temperaturze od -20 do +100°C, poprzez zastosowanie różnej stechiometrii baru do strontu w proszku ceramicznym. Jest to uwarunkowane budową krystalograficzną mającą wpływ na temperaturę Curie ferroelektryka, w której następuje przejście z formy ferroelektrycznej w paraelektryczną. Podstawienie atomu strontu w miejsce baru w strukturze krystalograficznej powoduje obniżenie temperatury krytycznej (czyli Curie). Stąd w temperaturze pokojowej przestrajalny jest proszek o stosunku baru do strontu 65:35 (Bao,6sSro,35Ti03). W przypadku kompozytu obserwujemy niewielkie przesuniecie tej temperatury w zależności od zastosowanego polimeru.
Materiały otrzymane sposobem według wynalazku szybciej i efektywniej ulegają relaksacji. Proces wytwarzania materiałów nie jest tak wymagający pod względem doboru dodatków, a ponadto same dyspersje polimerowe mogą łączyć funkcję spoiwa z funkcją plastyfikatora lub upłynniacza.
Dodatkowym atutem zastosowania spoiw na bazie wody jest możliwość tworzenia warstw przyjaznych dla człowieka, nie powodujących podrażnień, a tym samym nadających się do stosowania jako część ubioru, nadrukowanego wzoru na materiałach lub pozwalających na styczność ze skórą człowieka. Brak toksyczności zastosowanego rozpuszczalnika, a także polimeru pozwala na wykorzystanie wynalazku w ekologicznym procesie technologicznym. Folie kompozytowe otrzymane sposobem według wynalazku są niezwykle elastyczne. Przy doborze odpowiednich parametrów mogą stanowić idealny materiał filtrów z tłumieniem w wąskim paśmie częstotliwości.
Przedmiot wynalazku został bliżej przedstawiony w przykładach wykonania.
Przykład 1.
W formowaniu proszków ceramicznych z Bao.sSro^TiOs metodą odlewania cienkich folii zastosowano jako spoiwo dyspersję polimerową poliuretanową syntezowaną z poli (glikol tetrametylenowy) o stosunku grup -NCO : -OH jak 1,79:1, oraz pH między 7,9-8,2. Sporządzono ceramiczną masę lejną zawierającą 12,0 g Bao.sSro^TiOs z domieszką 5%moi. tlenku niklu o średniej wielkości ziarna 0,75 μηι, łącznie 4,09 g wody obecnej w upłynniaczu i spoiwie, 6,26 g wodnego 21,67%-owego roztworu wodnego dyspersji polimerowej, 0,1 g glikolu etylenowego, 0,06 g kopolimeru poliestru i poliaminy (KD1, Hypermer™), 0,01 g alkoholu etylenowego. Masę mieszano w młynie przez 1 godzinę, a następnie odpowietrzano ją pod obniżonym ciśnieniem.
Otrzymaną zawiesinę wylano na podłoże. Otrzymane folie suszono przez 72 h w temperaturze pokojowej.
PL 229 471 Β1
Uzyskane folie charakteryzują się przestrajalnością ok. 94% w polu elektrycznym o wartości 3,7V^m przy częstotliwości 20 GHz w temperaturze 21°C.
Przykład 2.
W formowaniu proszków ceramicznych z Bao.esSro.ssTiOs metodą odlewania cienkich folii zastosowano jako spoiwo dyspersję polimerową poliuretanową syntezowaną z poli (glikol tetra metyl en owy) o stosunku grup -NCO : -OH jak 1,79:1, oraz pH między 7,9-8,2. Sporządzono ceramiczną masę lejną zawierającą 12,0 g Bao.esSro^TIOs z domieszką 5%moi. tlenku niklu o średniej wielkości ziarna 0,75 μm, łącznie 4,09 g wody, 6,26 g wodnego 21,67% roztworu wodnego dyspersji polimerowej, 0,1 g glikolu etylenowego, 0,06 g KD1, 0,01 g alkoholu etylenowego. Masę mieszano w młynie przez 1 godzinę, a następnie odpowietrzano ją pod obniżonym ciśnieniem.
Otrzymaną zawiesinę wylano na podłoże. Otrzymane folie suszono przez 72 h w temperaturze pokojowej.
Uzyskane folie charakteryzują się przestrajalnością ok. 22% w polu elektrycznym o wartości 3,2 ν/μηι przy częstotliwości 20GHz w temperaturze 2ΓΟ.
Przykład 3.
W formowaniu proszków ceramicznych z Bao.esSro.ssTIOs metodą odlewania cienkich folii zastosowano jako spoiwo dyspersję polimerową poliuretanową syntezowaną z poli (glikol tetra metyl en owy) o stosunku grup -NCO : -OH jak 1,79:1, oraz pH między 7,9-8,2. Sporządzono ceramiczną masę lejną zawierającą 12,0 g Bao.esSro^TIOs, bez domieszki, o średniej wielkości ziarna 0,65 μm, łącznie 4,09 g wody, 6,26g wodnego 21,67% roztworu wodnego dyspersji polimerowej, 0,1 g glikolu etylenowego, 0,06 g KD1, 0,01g alkoholu etylenowego. Masę mieszano w młynie przez 1 godzinę, a następnie odpowietrzano ją pod obniżonym ciśnieniem.
Otrzymaną zawiesinę wylano na podłoże. Otrzymane folie suszono przez 72 h w temperaturze pokojowej.
Uzyskane folie charakteryzują się przestrajalnością ok. 72% w polu elektrycznym o wartości 3,6 ν/μηι przy częstotliwości 20 GHz w temperaturze 2ΓΟ.
Przykład 4.
W formowaniu proszków ceramicznych z Bao.esSro.ssTIOs metodą odlewania cienkich folii zastosowano jako spoiwo dyspersję polimerową poliuretanową syntezowaną z poli (glikol tetra metyl en owy) o stosunku grup -NCO : -OH jak 1,79:1, oraz politetrahydrofuranu (prod. BASF) o masie cząsteczkowej ok. 2000, o pH między 8,2-8,5. Sporządzono ceramiczną masę lejną zawierającą 9,0 g Bao,6sSro,35Ti03 z domieszką 5%moi. tlenku niklu o średniej wielkości ziarna 0,75 μm, łącznie 3,58 g wody, 4,57 g wodnego 21,67% roztworu wodnego dyspersji polimerowej, 0,1 g glikolu etylenowego, 0,5 g polietylenoiminy, 0,01 g alkoholu etylenowego. Masę mieszano w młynie przez 1 godzinę, a następnie odpowietrzano ją pod obniżonym ciśnieniem.
Otrzymaną zawiesinę wylano na podłoże. Otrzymane folie suszono przez 72 h w temperaturze pokojowej.
Uzyskane folie charakteryzują się przestrajalnością ok. 4% przy przyłożonym napięciu o wartości 0,5 V/μm przy częstotliwości 20 GHz.
Przykład 5.
W formowaniu proszków ceramicznych z Bao.esSro.ssTiOs metodą odlewania cienkich folii zastosowano spoiwo polimerowe na bazie poliakrylanów. Sporządzono ceramiczną masę lejną zawierającą 54,89 g Bao,6sSro,35Ti03 z domieszką 5%moi. tlenku niklu o średniej wielkości ziarna 0,6 μm, łącznie 11 g wody, 2,35 g wodnego 35% roztworu wodnego polimeru akrylowego Duramax D-3005, 7,81 g 35% roztworu wodnego polimeru akrylowego Duramax B1000, 0,16 g oktanolu jako środka powierzchniowo czynnego. Masę mieszano mieszadłem mechanicznym przez 1 godzinę z zastosowaniem ultradźwięków w celu upłynnienia proszku ceramicznego.
Otrzymaną zawiesinę wylano na podłoże. Otrzymane folie suszono przez 72 h w temperaturze pokojowej.
Uzyskane folie charakteryzują się przestrajalnością ok. 30% przy przyłożonym napięciu o wartości 3,1 ν/μηι przy częstotliwości 20 GHz w temperaturze 2ΓΟ.
Przykład 6.
W formowaniu proszków ceramicznych z Bao.esSro.ssTiOs metodą odlewania cienkich folii zastosowano spoiwo polimerowe na bazie poliakrylanów. Sporządzono ceramiczną masę lejną zawierającą 68,61 g Bao,6sSro,35Ti03 z domieszką 5%moi. tlenku niklu o średniej wielkości ziarna 0,6 μm, łącznie 9,34 g wody, 2,94 g wodnego 35% roztworu wodnego polimeru akrylowego Duramax D-3005, 11,66 g
PL 229 471 Β1
35% roztworu wodnego polimeru akrylowego Duramax B1000, 0,205 g oktanolu jako środka powierzchniowo czynnego. Masę mieszano mieszadłem mechanicznym przez 1 godzinę z zastosowaniem ultradźwięków w celu upłynnienia proszku ceramicznego.
Otrzymaną zawiesinę wylano na podłoże. Otrzymane folie suszono przez 72 h w temperaturze pokojowej.
Uzyskane folie charakteryzują się przestrajalnością ok. 34% przy przyłożonym napięciu o wartości 3,6 ν/μηι przy częstotliwości 20 GHz w temperaturze 2ΓΟ.

Claims (9)

1. Sposób wytwarzania przestrajalnych kompozytów ceramika-polimer dla elektroniki wysokich częstotliwości polegający na zmieszaniu proszku ceramicznego w ilości 2065% wag. i wody w ilości 35-80% wag. wraz z następującymi składnikami masy lejnej w ilościach odnoszących się do masy proszku ceramicznego: spoiwo w ilości 0,3-50% wag., upłynniacz w ilości 0,10-5,0% wag., plastyfikator w ilości 0-50% wag., alkohol etylenowy w ilości 0-1,0% wag. oraz środki powierzchniowo czynne w ilości 0-0,5% wag., a następnie wylaniu odpowietrzonej, jednorodnej masy ceramicznej do formy lub na gładkie podłoże, wyjęciu kształtki z formy lub zdjęciu folii z podłoża po wysuszeniu, znamienny tym, że jako spoiwo stosuje się dyspersje poliuretanowe na bazie wody, dyspersje poliuretanowo-silikonowe na bazie wody, polimerowe spoiwa akrylowe, wodne roztwory polimerów akrylowych, lub ich mieszaniny.
2. Sposób według zastrz. 1., znamienny tym, że stosuje się dyspersję poliuretanową na bazie wody o stężeniu fazy stałej od 10 do 60% wagowych.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że masę ceramiczną miesza się do zhomogenizowania zawiesiny i upłynnienia proszku ceramicznego w roztworze z wykorzystaniem ultradźwięków.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako proszek ceramiczny stosuje się BaxSri.xTiO3, gdzie 0,1 <x>1, domieszkowany tlenkami metali w stosunku molowym 0-20%.
5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że tlenek metalu jest wybrany spośród tlenku miedzi, tlenku niklu, tlenku bizmutu.
6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wielkość ziarna proszku ceramicznego zawiera się w zakresie od 15 nm do 10 μm.
7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako proszek ceramiczny stosuje się BaxSri xTiO3 spiekany w temperaturze 1350°C w atmosferze tlenowej, syntezowany metodą sol-gel.
8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako plastyfikator stosuje się glikol etylenowy lub wyższe glikole.
9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako upłynniacz stosuje się roztwór soli amonowej polimeru akrylowego w wodzie lub sól amonową polielektrolitu, mieszaninę kwasu cytrynowego i wodorocytrynianu diamonu lub cytrynian triamonu lub poliakrylan amonu lub polimetakrylan sodu) lub sól amonową poli(kwasu metakrylowego) lub wodorotlenek tetrametyloamoniowy lub kopolimer poliestru i poliaminy.
PL410683A 2014-12-19 2014-12-19 Sposób wytwarzania przestrajalnych kompozytów ceramika- -polimer dla elektroniki wysokich częstotliwości PL229471B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL410683A PL229471B1 (pl) 2014-12-19 2014-12-19 Sposób wytwarzania przestrajalnych kompozytów ceramika- -polimer dla elektroniki wysokich częstotliwości

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL410683A PL229471B1 (pl) 2014-12-19 2014-12-19 Sposób wytwarzania przestrajalnych kompozytów ceramika- -polimer dla elektroniki wysokich częstotliwości

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL410683A1 PL410683A1 (pl) 2016-06-20
PL229471B1 true PL229471B1 (pl) 2018-07-31

Family

ID=56120780

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL410683A PL229471B1 (pl) 2014-12-19 2014-12-19 Sposób wytwarzania przestrajalnych kompozytów ceramika- -polimer dla elektroniki wysokich częstotliwości

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL229471B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL410683A1 (pl) 2016-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Rahman et al. Field induced strain response of lead-free BaZrO3-modified Bi0. 5Na0. 5TiO3–BaTiO3 ceramics
Zang et al. Bi1/2Na1/2TiO3–BaTiO3 based thick-film capacitors for high-temperature applications
Xu et al. Structure, piezoelectric properties and ferroelectric properties of (Na0. 5Bi0. 5) 1− xBaxTiO3 system
Jiang et al. Dielectric properties of Mn-doped (Na0. 8K0. 2) 0.5 Bi0. 5TiO3 ceramics
Ba et al. Comparison of aqueous-and non-aqueous-based tape casting for preparing YAG transparent ceramics
Reyes-Montero et al. Lead-free Ba0. 9Ca0. 1Ti0. 9Zr0. 1O3 piezoelectric ceramics processed below 1300° C
Hao et al. Relaxor behavior and dielectric properties of (La, Ta)-modified (K0. 5Na0. 5) NbO3 lead-free ceramics
Cen et al. Effect of Zr4+ substitution on thermal stability and electrical properties of high temperature BiFe0. 99Al0. 01O3–BaTi1− xZrxO3 ceramics
Sumang et al. Large strain in lead-free piezoelectric (1− x− y) Bi0. 5Na0. 5TiO3–xBi0. 5K0. 5TiO3–yBi0. 5Li0. 5TiO3 system near MPB prepared via the combustion technique
Jarupoom et al. Development of electrical properties in lead-free bismuth sodium lanthanum titanate–barium titanate ceramic near the morphotropic phase boundary
van Quyet et al. Effect of Li2CO3 addition on the structural, optical, ferroelectric, and electric-field-induced strain of lead-free BNKT-based ceramics
Maqbool et al. Structure and temperature dependent electrical properties of lead-free Bi0. 5Na0. 5TiO3-SrZrO3 ceramics
Tian et al. Diffusion phase transition and dielectric characteristics of Bi0. 5Na0. 5TiO3–Ba (Hf, Ti) O3 lead-free ceramics
Syed et al. Enhancement of the phase, optical and dielectric studies of Bi0. 5Na0. 5TiO3 (BNT) based structure ceramics
Saleem et al. Polarization and strain behaviors of 0.74 BiNaTiO3–0.26 SrTiO3/Bi0. 5 (Na0. 8K0. 2) 0.5 TiO3 ceramic composite
Premkumar et al. Improved ferroelectric and piezoelectric properties of tape casted free standing PSLZT thick films
Fan et al. Constrained sintering and electrical properties of BNT–BKT lead-free piezoceramic thick films
PL229471B1 (pl) Sposób wytwarzania przestrajalnych kompozytów ceramika- -polimer dla elektroniki wysokich częstotliwości
Sekar et al. X-ray diffraction and dielectric studies of a BaTiO3: PVDF composite
Bhaskar Reddy et al. Structural and dielectric characterization of Sr substituted Ba (Zr, Ti) O3 based functional materials
Li et al. Fabrication and characterization of Li1+ x− yNb1− x− 3yTix+ 4yO3 substrates using aqueous tape casting process
CN111377710A (zh) 微波介质陶瓷材料和介质陶瓷块的制备方法
Wang et al. The synergistic effect of cold sintering and reaction sintering on BST tape casting sheets
Pardo et al. Enhanced properties for ultrasonic transduction, phase transitions and thermal depoling in 0.96 (Bi0. 5Na0. 5) TiO3-0.04 BaTiO3 submicrometre-structured ceramics
JP7590863B2 (ja) エレクトレットの製造方法