SU789459A1

SU789459A1 - Диэлектрический керамический материал

Info

Publication number: SU789459A1
Application number: SU792747598A
Authority: SU
Inventors: Рита Зигфридовна Клейне; Эдгар Жанович Фрейденфельд; Вита Илгоновна Фреймане; Анна Федоровна Желнинская; Марина Васильевна Сергеева
Original assignee: Рижский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт
Priority date: 1979-04-06
Filing date: 1979-04-06
Publication date: 1980-12-23

Description

(54) ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ

1

Изобретение относитс к формован-, ным керамическим издели м и может примен тьс дл изготовлени низкочастотных конденсаторов в микросхемах радиоэлектронной аппаратуры раз- 5 личного назначени , многослойных монолитных конденсаторов, дл конструировани высокоскоростных вычислительных схем.

Известны материалы на основе цир- tO коната-титаната свинца, l и 2 .

Недостатками известных материалов вл ютс высокие диэлектрические потери , высока температура спекани (до 1200°С) , выраженна зависимость электрофизических свойств от температуры .

Наиболее близким к предлагаемому вл етс керамический материсш, содержащий оксиды: РЬО, ZrUQ., Т i Oi, 20

В irj On и в качестве св зующего

SrO,

агента, стекло типа силиката евинца И,

Недостаток данного состава - сравнительно низка диэлектрическа про- 25 ницаемость (230-550) и значительные диэлектрические потери (до 2,41СГ).

Цель изобретени - повышение диэлектрической проницаемости и снижение диэлектрических потерь. 30

Указанна цель достигаетс тем, что известный диэJ eктpйчeckий керамический материал, включающий PbO.ZrOj, TiO(, 5гО, стекло, на основе РЬО, дополнительно содержит N10 или WOji , при следующем соотнсшении компонентов , вес.%:

12-17

ZrOa

TiO

3,5-8,5

.SrO,

2-3

0,5-1,0

BijOj,

Стекло

15-30

1-2

N i О или WO

РЬО

Остальное

При этом стекло содержит следующие компоненты, вес,%:

3-7

SrO3-7

BfiO« 19-22

SiOrz. 19-22

РЬО Остальное В качестве основы используетс /сегнетом гкий материал сложного состаЪа на основе цирконата-титаната свинца с диэлектрической проницаемостью 1500-3000 при и вводитс специальное многосвинцовое боросиликатное стекло с высокой диэлектрической проницаемостью 24-30 в концентраци х 15,20,25,30 масс.% от массы керамики.

Полученный материал обладает низкой температурой спекани (950-1130°С) в зависимости от концентрации введенного стекла, широким интервалом спекани (IS-lis C) и имеет нулевое водопоглощение, Стекло подобрано таким образом, чтобы температурный интервал разм гчени стекла лежал в пределах температуры спекани керамической основы. В результате этого, количество введенной стеклофазы остаетс неизменным, гак как при температурном интервале спекани керамики дополнительна стеклофаза из компонентов керамики не образовываетс . Следовательно химический состав керамики , ее структура и количественное соотношение остаютс неизменными. Повышение температуры спекани конденсаторной керамики выше 1130 С недопустимо , так как тогда разрушаетс кристаллическа структура конденсаторной керамики за счет увеличени стеклофазы, что привело бы к ухудшению всего комплекса электрофизических свойств.

При -изготовлении керамики предварительно синтезируют керамическую основу цирконата-титаната свинца из соответствующих оксидов марки ч.д.а. Смешивание и помол сырь провод т в шмовом барабане в среде изопропилового спирта в течение 8 ч. Шликер высушивают- при 150-200°С. Синтез осуществл ют в течение 4 ч при 8500с.

Стекло синтезируют из оксидов мар ки.ч. в корундовых тигл х в электрической печи с карборундовыми нагревател ми при 1200-12бО°С. Стекло фриттуют , фритту высушивают и размалываю до прохождени через сито № 0063.Брикеты керамики после синтеза измельчают в шмовом барабане в среде изопропилового спирта, куда добавл ют измельченное стекло. Смешивание и помол материалов производ т в течение 4-б ч. После сушки из материала прес суют образцы в виде дисков диаметром 10 или.1:3 мм, в качестве св зки используют 5%-ный водный раствор поли;винилового спирта. Спекание образцов провод т в течение 1 ч при 950-1130° в зависимости от концентрации введенного стекла. После шлифовани на образцы вакуумным напылением нанос т алю)1иниевые электроды и провод т соответствующие измерени электрофизичеспсих свойств конденсаторной керамики .

П р л м е р 1. Состав керамики, масс.%: РЬО 56,0; SrO 2,0; ZrO/i 17,0 TiOrjt 8,5/ , Г, о; WO 0,5; стекло 15,0. Стекло содержит, масс.%: РЬО 50; Bi,,5; SrO 5; B,j,0,,20; S i OQ, 20. Материал изготавливаетс по описанно технологической схеме.

Полученна конденсаторна керамик имеет следующие свойства:

Плотность J5 , кг/м 7120 Диэлектрическа проницаемость , С1100 Диэлектрические потери, tg сРО ,002 Диэлектрическа проницаемость при частоте О, 5id 1100 Диэлектрические потери при частоте 0,5-10 0,002 Удельное объемное электрическое сопротивление р Ом/см ю Относительное изменение диэлектрической проницаемости,% +30 Электрическа прочность Е,кВ/мм5 Температура спекани , о СИЗО Температурный интервал спекани , °С 75 В последующих примерах (2-4)тенологи изготовлени конденсаторн керамики аналогична описанной.

П р и м е р 2. Состав керамики масс.%: РЬО 53,о; SrO 2; , TiOu 8,5-, BijOj t,o; wOj 0,5; стело 20. Стекло содержит, масс.%: Р 55; BijOj, 3; SrO 3; В.0п, 19; SiO Полученна конденсаторна керака имеет следующие свойства: Плотность J, Kr/vA 6850 Диэлектрическа проницаемость , в1000 Диэлектрические потери , tg сР 0,004 Диэлектрическа проницаемость при частоте 0,5«-10 1000 Диэлектрические потери при частоте 0, 0,004 Удельное объемное электрическое сопротивлeниe py Ом/см Ю Относительное изменение диэлектрической проницаемости,% +25 Электрическа прочность В, кВ/мм 7 Температура спекани , ос1090 Температурный интервал спекани , °с 115

П р и м е р 3. Состав керамики масс.%: РЬО 50,ОО; SrO 3,00; ZrO

12,0; Tio, 3,5; Bij-Oo, ,о; wo% 0,5

стекло 30. Стекло содержит, масс. РЬО 50 ; BinOft З; SrO 3; ВлОа 22, SlOu 22.

. Полученна керамика.имеет следщие свойства: „

Плотность р , кг/м 6520

Диэлектрическа Про:шцаемость , 760

Диэлектрические

потери Ifcgcr0,008

Диэлектрическа проницаемость при частоте 0,5- 10

760

Диэлектрические потери при частоте ОГ, 0,008 Удельное объемное электрическое сопротивление ру , Ом/см 10 Относительное изменение диэлектрической проницаемости , % +20 Электрическа прочность Е, кВ/мм8

Температура спекани , с,1030 Температурный интервал спекани , 80

П р и м е р 4, Состав керс1мики, асс.%: РЬО 50; SrO 2; ZrOrj. 15, TiOj ,5; BijOr 0,5, NiO 1,00;-стекло 25. текло содержит, масс.%: РЬО 50; ieOx ; Sro it; в.2.0а 20; SiOa 22.

Полученна керамика имеет следуюие свойства: ,

5920 Плотность р кг/м Диэлектрическа

420 проницаемость Диэлектрические потери

0,021 Диэлектрическа проницаемость при частоте 0,5-10

420

Диэлектрические потери при частоте 0, .

0,02

Удельное объемное электрическое сопро- «2 тивлeниeJ v Ом/см 10 Относительное изменение диэлектрической проницаемости,% +20

Электрическа прочность &, кВ/мм 8 Температура спекани , С-950 Температурный интервал спекани , с 100

Claims

Формула изобретени 1. Диэлектрический керамический материал, включающий fbO, Т10ц,

SrO, 81,2.02, и стекло, на основе РЬО, отличающийс тем, что, с целью повышени диэлектрической проницаемости и снижени диэлектрических потерь, он дополнительно содержит

S NiO или WOoj при следующем соотношении компонентов, вес.%:

12-17

ZrO

3 ,5- 8 ,5

TiO

2-3

SrO

О i 5- 1,0

,,

0

15-30

Стекло

N i О или

1-2

WOo,

Остальное

РЬО
2. Материал по п. 1, отлича5 ющий с тем, что стекло содержит следующие компоненты, вес.%: 3-7 SrO 3-7 ВоОо, 19-22 Sio| 19-22

0 РЬО Остальное Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР. 5 1 536145, кл. С 04 В ., 1574.

2.Авторское свидетельство СССР № 567706, кл. С 04 В 35/09, 1977.
3.Патент США 3.977.887, кл. 106-46, опублик. 1977.