SU596556A1 - Диэлектрический материал - Google Patents

Description

. ; 1 .

Изобретеню относитс  к апектронной и может быть использовано при изготовлении диэлектрических внутриламповых деталей, покрытий и обопонек ЭВП, в час-рности окон вывода энергии СВЧ.

И.авестны керамические материалы на основе окислов легких элементов с добавкой окислов переходных металлов, вводимых с целью регулировани  физико-технических свойств. Эти добавки ввод тс  при приг товлении керамической смеси, а также пу тем 1ФОПНТКВ частично обожженных деталей раствором соответствующих окислообразуюших соединений с последующей термообработкой Р этом обеспечиваетс  попучение трйчивых твердых растворов сложных окислоВ| легирование зерен основного окисла исходного керамического материала ионом вводимого переходного материала. известные материалы обладают зн чительным коэффициентом вторичной электрон ной эмиссии (КВЭЭ).

Наиболее близким к изобретению по техническому решению  вл етс  вакуумноплот ный диэлектрический материал - алюмооксидна  керамика на основе глинозема с добавкой, вводимой в обожженный при 1350-1450 С глинозем, смеси окислив кремни , марганца и хрома (соответственно 2,8; 2,3 и 0,49 вес.%) з.

Недостатком данного керамического материала  вл етс  высокий коэффициент вторичной электронной эмиссии. Повышение содержани  вводамых окислов переходЕи 1х металлов , например окиси хрома, дл  пода&лени  вторично-электронной эмиссии, вызыаг резкое, недопустимое дл  эпектронно вакуулкых приборов сверхвысоких частот снижение электросопротивлени  керамического материала.

Цель изобретени  уменьшение КВЭЭ при сохранении диэлектрических свойств.

Поставленна  цель достигаетс  за счет того, что диэлектрический материал, включающий высокоглиноземистую керамику, Д1 полнительно содержит окислы рени  при следующем соотношении компонентов, вес.%: высокоглиноземиста  керамика - 98,5 - 99,8} окислы рени  (в пересчете на металлический рений ) 0,2-1,5. Нижний предел обусловлен эффективностью снижени  КВЭЭ, а верхний - сохранением диэлектрических свойств материала. Окислы рени  ввод тс  либо на этапе приготовлени  керамической массы в виде порошка двуок си рени , либо в результате пропитки с поверхности или на всю толщину частично обоз женных керамических деталей раствором окно лообраауюшего соединени  рени  и окончательнсго обжига в восстановительной атмос- фере с применением эпектрокорундовой эасы1 ки или герметичнсмго укрыти  дл  обеспечени  лучшего взаимодействи  домпоневтов ке рамики с вводамыми окислами рени  с об разованием шпинелеобрезного соединени  сложных окислов без чрезмерных возгонки и восстановлени  до металла. В результате создаютс  услови  дд  синтеза нового высокочастотного диэлектрического материала, в котором, как показывают количествевсолй рентгенофа:зовый(1 специальный химический, петрогра4в1ческий анализы, рений .может на ходитьс  в виде: новой 1фисталлической фазы; стеклофезы; частиц металлического рени  (Q,O01 - 1 мкм), диспергированных в KjpHO таллической фазе алюмо рениевой шпин1элв и стеклофазе. Распределение рени  в этих фазах cooiy ветствует ориентировочно соотношению 15:25:60 вес.% от «aonnMorbi количества в перес те на металл,Содержание рени  в поверхностном слое {0,01 мм) может пре вЫшать указанный в формуле верхний предец ( усредненный дл  массы керамики в целом). Рений может быть также , введен в аиементарном состо нии (величина зерен О,5 0,ОО1мкм) на . этапе приготовлени  керамв ческо& массы с последующим окислообразовлнием при термообработке деталей в окиолительноА газови cpejte. Пример. Окна аыводов СВЧ, изгото

ленные, например, из шлсокоглинозем стой массы- - 22хС предварительного об- 45 жига «золиюгют кислотсгупорными лаком,, споек пластмассы хоподного отверждени  или пленкой - на поверхност х, не по щежащих покрытию, и далее обрабатывают водным раствором рекиевс кислоты (весовое сортношение оемиокиси рени  и воды 2:1, nntrt кость 2,1 г/см-) - погружением, заливксй или посредством кислотоупорных валиков, шпателей.

тием, xapaKTepH3yeTCHj наименьшим КВЭЭ в сравнении с извертными антидинатронными высокочастотными диэлектриками 1 - дл  нешлифованной поверхности н не более 1,55 - дл  шлифованной).

Нар ду с антидинатронными свойствами предложенна  керамика отличаетс  меньшими (,6 раза) газовыделением, порпСтостыа (в 1,5 раза), повьш1енными (на 30+50%) прочностью, теплопроводностью (по крайней мере на 20%). Дл  более полного проникнов жи  раствоа в поры исходной керамики пропитку моут проводить в форвакууме под колпаком поддерживаемым разрежением около 10тор, (Ло содержани  1,5 % окиси ренн  (в пересчете на люталлическкй рений), после чего лоские обработанные керамические заготови помешают в корундовую засыпку (толщина сло  сверху не менее 2 см), а полые заготовки с обработанной внутренней поверхностью став т на предварительно обожженные керамические подставки так, чтобы полость оказалась герметизированной. В случае сложной конфигурации деталей они могут располагатьс  под герметичным укрытием, с засыпкой швов -корундом. Далее заготовки подвергают окончательному обжигу в восстановительной газовсй среде с точкой росы (-40)-(+20 С), в обычном температурновременном режиме при максимальной температуре: в случае исходной керамики 22ХО 1бзо° ± юЧ:. При необходимости, с целью повьпиени  эффективности снижени  КВЗЭ и улучшени  диздектрнческих свойств, керамические детали после указанной обработки и последующей шлифовки подвергают прокалке на воэдухе .в муфель ой печи в течение 1 часа при максимальной температуре 90и С (н -грев и остывание совместно с печью). При этом обеспечиваютс  окисление и возгонка возможных случайных }у1еталлйческих вюиоченнй . Та же цель может быть достигнута травлением окончательно обожженной керамЕНки в разбавленной азотной кислоте с после- дуюишми промывкой и. сушкой) Получаемый по предложенному способу материал, например на основе частично обож женной керамики 22ХС, пропитываемой ре- шевой кислотой и окончательно обжигаеМ в засыпке или под герметичным укры , л Сравнительна  характеристики высокочастотных о диэлектриков Таблиц а

МаксимальныйКВЭЭ

Пробивна  напр женность

Уд. объемное сопротивление при 2 О

водности

Предел прочиости

1-1,55

5,6-6

за-44

кВ/мм

30-45,014

М

более 2ДО

более 2.10

.см. сек, С

кг

475О-5510

Водопсн лошение

%

Пористость

%

Размер стеКлофазы

мкм Фо|рмула изобретени  Диэлектрический 1атериал преимуществе но дл  окон выводов энергии сверхвысоких частот, включающий высокоглиноземистую керакшку, отличающийс  тем, целью уменьшени  коэффициента ричной электронной эмиссии при сохраненвн диэлектрических свойств, он дополнительно содержит окислы рени  при следующем соот ношенвн компонентов, вес.%:

8 Продолжение таблииы

о.оо

0,00 ,

5,

3,5-4,1

1,5-2,1

1,8-2,4 Высокоглшюземиста  керамика 98,5г-99,8 Окнслы рени  ( в пересчете на металлический рений)О,2-1,5 Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе: 1.Булавин И. А. , А акаров И. А. Стекло и керамика, 1968, № 10. 2.Козловский Л. В, и др. ектронна  техника сер. 3, 1971, № 1, с. 84-87, За Авторское свидетельство СССР Н 14О346, кл. С 04 в 35/10, I960.