SU958395A1

SU958395A1 - Нелинейный керамический диэлектрический материал

Info

Publication number: SU958395A1
Application number: SU803212286A
Authority: SU
Inventors: Рита Зигфридовна Клейне; Любовь Григорьевна Косяченко; Ольга Николаевна Миронова; Юрий Николаевич Веневцев; Эдгар Жанович Фрейденфельд
Original assignee: Рижский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт
Priority date: 1980-10-20
Filing date: 1980-10-20
Publication date: 1982-09-15

Description

Изобретение относится к керамическим материалам, обладающим повышенной диэлектрической нелинейностью при наложении постоянного поля. Предлагаемый нелинейный керамический диэлектрический материал на основе твердого раствора титаната бария й магнониобата свинца может быть ис пользован в радиотехнических устройствах в качестве элементов с управляемой емкостью.

Известен нелинейный керамический диэлектрический материал (1), содержащий, вес.%: РЬО 67, 80-67, 86; MgO 3,03-3,11; HbnO₅ 26, 93-26, 95; Li-jO 0,05-0,14; ZnO 1,98-2,15.

Недостатками известного способа являются высокие диэлектрические потери и сравнительно высокая температура обжига (1240°С), что затрудняет получение керамического материала без заметных потерь оксида свинца.

Наиболее близким к предлагаемому является нелинейный сегнетокерамический материал t2), включающий, вес.%:

BaTiO₃ 77,0-80,0

BaZrO,' 17,0-20,0

NbnOs 0,2-0,7

WqO^ 0,3—0,8

Свинцово-боросили-, катное стекло 1,0-3,0

Этот материал имеет высокую элект· с рическую прочность до 15 кв/Ом, но “* )и высокие диэлектрические потери (3-5 · 10~³) при частоте 10 Гц и высокую температуру обжига (1320-1350 С) |q Цель изобретения - понижение ди- электрических потерь й температуры обжига.

Поставленная цель достигается тем, что в нелинейном керамическом диэлект_ рическом материале, включающем крис’5 таллическую основу, содержащую ВаО, Ф10_г, РЬО, Nb^O_s и 0,5-2 мас.% свинцовосиликатного с~экла, основа дополнительно содержит MgO при следующем

	соотношении компонентов, мас.%:
20	ВаО	57,58-59,28
	тю_г	28,50-29,95
	РЬО	6,97-9,27
	Nb-A	1,76-3,00
	MgO	0,78-0,84
25	а стекло имеет состав,	мае.%:
	РЬО	53,92

SiO^ 30,86

ВаО 5,66

Ti0<5 5,43

Nb^Oj 4,13

Материал получают по обычной керамической технологии, сырье в виде оксидов марки чда. Смопивание и помол сырья производят в яшмовом барабане в среде изопропилового спирта 12 ч. Шликер высушивают при 150-200°С.5 Синтез твердого раствора титаната бария и магнониобата свинца осушествля?т при 950°С 3 ч. Брикеты после синеза измельчают в яшмовом барабане в среде изопропилового спирта, куда щ и добавляют измельченное др прохож.дения через сито W 0063 стекло. Стекло синтезируют из оксидов марки ч в корундовом тигле в количестве 300 г. Синтез стекла проводят в элект|д рической печи с силитовыми стержнями при 1250-1300°С 0,5 ч. Потом стекло фриттуют. Керамические образцы прессуют в виде дисков диаметром 10 мм, в качестве связки используюТ| 5%-ный_ водный раствор поливинилового спирта. Спекают образцы при 1180-1190°С в течение одного часа.

П риц.ёр 1« 99,5 мас.% керами* 25 ки следующего состава: ВаО 57,58;

Т10_г 29,85; РЬО 8,97; MgO 0,84;

Nb^Os 2,76-. 0,5 мас.% стекла следующего состава: РЬО 53,92; ВаО 5,66; 'Τϊθ_α 5,43; Nb_aO_s 4,13; SiO-j 30,86. __

Полученный нелинейный керамический диэлектрический материал имеет следующие свойства:

S,·г/см3 i 20°С при 10³ Гц tga^l20°C при КЯгц . € 20°С при 1,5 МГц tg d^v20°C при 1,5 МГц Т° Кюри,°C п, % см/кв

Е, кв/мм Т°С

5,65

4300

9·10“³

2500

4-1<Г³

3,80

1190

Пример2. 99,0 мас.% керамики следующего состава: ВаО 58,52; ТЮг 2 8,50 ; РЬО 9,27; i-igO 0,79;

ΝΒ<χθ5 2,92. 1,0 мас.% стекла следу- 45 ющего состава: РЬО 53,92; ВаО 5,66; TiO-i 5,43; Nb^Os 4,13; SiO<i 30,86.

S, г/см³ « 20°С при 10³Гц tgcA20°C при 10³Гц ε 20°С при 1,5 МГц tgo^t20°C при 1,5 МГц Т°Кюри п, % см/кв

Е, кв/мм

Т®, с

5,68 4200 8-Ю'³2400

3-Ю³

3’70

1190

ПримерЗ. 98,5 мас.% керамики следующего состава: ВаО 59,28; TiOi 29,95; РЬО 6,97; MgO 0,80; NbnO5 3,00, 1,5 мас.% стекла следу’ >дегг- вогтеиа: РЬО 53,92; ВаО 5,66; ΐΊ^ίΛχ 5 , 'М- NbnO₅4,13; SiO^ 30,86.

S г/см³ε '20 С при 10³Гц tg 20°С при 10 Гц ε 20°С при 1,5 МГц tg<C20°C при 1,5 МГц η, % см/кв

Е, кв/мм

5.70 4100 · ЮГ³

2300

Ί0'³·

3.70

1180

П р и м е р 4. 98,0 мас.% керамики следующего состава: ВаО 58,88; РЬО 9,10; MgO 0,78; ΤίΟ-χ 29,48; NbijOj 1,76. 2,0 мас.% стекла следующего состава: РЬО 53,92; ВаО 5,66; TiO-i 5,43; Nb^O₅ 4,13; SiO^ 30,86.

S, г/см³ £20° С при 10³Гц tg012O°C при 10³Гц	5,75 4000 7·· 10³
6 20° С при 1,5 МГц	2200
tgcA20°C при 1,5 МГц	2 -10~³
п, %, см/кв	3,60
Ё, кв/мм	12
т°с	1180
Предлагаемый нелинейный	керами-

ческмй диэлектрический материал обладает оптимальным сочетанием высоких и стабильных нелинейных параметров с низкими диэлектрическими потерями и с достаточно низкой температурой обжига.

Нелинейный керамический диэлектрический материал на основе твердого раствора титаната бария и магнониобата свинца с таким сочетанием свойств превосходит известные аналоги керамических материалов как в СССР, так и за рубежом» Внедрение предлагаемого материала позволит значительно повысить диапазон и надежность работы аппаратуры с использованием элемен— тов управляемой емкости на основе твердого раствора титаната бария и _: магнониобата свинца с. добавкой специального стекла.

Claims

Материал получают по обычной керамической технологии, сырье в виде оксидов марки чда. Смешивание и помол сырь производ т в шмовом бар . бане в среде изопропилового спирта 12 ч. Шликер высушивают при 150-20О Синтез твердого раство ра титаната б ри и магнониобата свиНца осуществл ют при 3 ч. Брикеты после син теза измельчают в шмовом барабане в среде изопропилового спирта, куда и добавл ют измельченное до прохож .дени через сито 0063 стекло. Сте ло синтезируют из оксидов марки ч в корундовом тигле в количестве 300 г. Синтез стекла провод т в эле рической печи с силитовыми стержн м при 1250-1300°С 0,5 ч. Потом стекло фриттуют. Керамические образцы прес суют в виде дисков диаметре 1о мм, в качестве св зки испрльзуюТ| 5%-шлй водный растворполивинилового спирт Спекают образцы при ИвО-ИЭО С в т Ч(ение одного часа. П р и 1,е р 1, 99,5 мас.% к ерам ки следукедего состава ВаО 57,58; ТЮг 29,85; РЬО 8,97; MgO 0,84; , Nb7.0s 2,76- 0,5 мас.% стекла следуи цего состава: РЬО 53,92; ВаО 5,66; ТЮг 5,.43; 4,13; SiOrj 30,86. Полученный нелинейный керг« ический диэлектрический материал имеет следующие свойства: 8,.г/смЗ,5,65 % при tg при 10 Гц € 20°С при 1,5 МГц при 1,5 МГц Т Кюри,°С п, % см/KB 10 Е, KB/MM ТО С П р и м в р 2. 99,0 мас.% ки следующего состава; ВаО 58,52; TiOi 28,50; РЬО 9,27; i-lgO 0,79; Nb«i05 2,92. 1,0 мас.% стекла следук цего состава: РЬО 53,92; ВаО 5,66; TiOi 5,43; 4,13; SiOi 30,86. Полученный нелинейный керамический диэлектрический материал имеет 1 слёдук дий свойства: S, г/смЭ5,68 t njat Ю Гц4200 tgcA20°C при Ю Гц8-103 е 20°С при 1,5 МГц2400 при 1,5 МГц3-10-3 Т Кюри85 п, % CM/KB3-70 Е, KB/iyw11 Т®, С1190 П р и м е р 3. 98,5 мас.% керамн ки следующего состава: ВаО 59,28; TiOi 29,95; РЬО 6,97; MgO 0,80; , NbnOj 3,00, 1,5 мас.% стекла следу .лего €огтс.:1,а: РЬО 53,92; ВаО 5,66; ( -З. «ЬпП54,13; 510-1.30,86, Полученный нелинейныйкерамический диэлектрический материал имеет следующие свойства: S ., г/смЭ5,70 20 С при Ю-Гц4100 tg f2QC при 10 Гц8-10Г е при 1,5 МГц2300 при 1,5 МГцЗЮ-З. п, % CM/KB3,70 В, KB/MM11 . 1180 П р и м е р 4. 98,0 мас.% керамики следующего состава: ВаО 58,88; .РЬ.О 9,10; MgO 0,78; TiO-i 29,48; 1,76. 2,0 мае,% стекла следующего состава: РЬО 53,92; ВаО 5,66; ТЮг 5,43; 4,13; SiO 30,86. Полученный нелинейный керамический диэлектрический материал имеет следующие свойства: S, г/см :5,75 е 20С при Ю Гц4000 tg 0. при . 20С при 1,5 МГц2200 . при 1,5 МГц2-10 3 п, %, CM/KB3,60 Ё, KB/MM12 Т®С1180 Предлагаемый.нелинейный керамический диэлектрический материал обладает оптимсшьным сочетанием высоких и стабильных нелинейных параметров :с Низкими диэлектрическими потер ми и с достаточно низкой температурой Обтхига. Нелинейный керамический диэлектричес шй материал на основе твердого pacTBQpa титаната .бари и магношюбата свинца с таким сочетанием свойств превосходит известные аналоги керамических материалов как в СССР, так и за рубежом. Внедрение предлагаемого материала позволит значительно повысить диапазон и надежность работы аппаратуры с использованием элемен- тов управл емой емкости на основе твердого раствора титаната бари и магнониобата свинца с. добавкой специального стекла. Формула изобретени Нелинейный керамический диэлектрический материал, включающий кристаллическую основу, содержащую ВаО, TiOi,PbO, Nb-jOg и 0,5-2 мас.% свинцовосиликатного стекла, отличающийс тем, что, с целью понижени диэлектрических потерь и температуры обжига, основа дополнительно содержит MgO npi следующем соотношении компонентов, мас.%: ВаО57,58-59,28 TiO-i28,50-29,95 РЬО6,97-9,27 5 Nbi05 MgP а стекло имеет состав, РЬО SiO. ВаО TiOl 9583956 1,76-3,00 ,Источники информации, 0,78-0,84 прин тые во внимание при экспертизе мае.%j 53,921, Авторское свидетельство СССР 30,86 666154, кл.С 04 В 35/00, 1979. 5,66-5
2. Авторское свидетельство СССР 5,43 545618, кл. С 04 В 35/00, 1975 4fl3(прототип).