Керамический материал для термостабильных конденсаторов

КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ТЕРМОСТАБИЛЬНЫХ КОНДЕНСАТОРОВ, включающий BaO, Nd₂O₃, Bi₂O₃ и TiO₂, отличающийся тем, что, с целью повышения диэлектрической проницаемости, он дополнительно содержит PbTiO₃ при следующем соотношении компонентов, мас.%:
BaO 13,6 - 16,3
Nd₂O₃ 27,4 - 35,9
Bi₂O₃ 6,5 - 16,4
TiO₂ 35,1 - 36,4
PbTiO₃ 3,5 - 8,9

Изобретение относится к радиоэлектронной технике и может быть использовано в производстве высокочастотных термостабильных керамических конденсаторов с повышенной удельной емкостью.
В настоящее время для изготовления различных типов высокочастотных конденсаторов термостабильных групп по ТКЕ широко применяют керамические материалы на основе твердых растворов (Са- La) (Тi, Al)O₃. Однако величина диэлектрической проницаемости таких керамических материалов с ТКЕ = (-47... + 33) 10^-6 град^-1 составляет 36-46.
Известны твердые растворы системы CаSnO₃ - СaZrO₃ - СаТiO₃[Ca(Sn,Zr, Тi)O₃] и CaZrO₃-CaТiO₃[Ca(Zr, Тi)O₃] c температурным коэффициентом диэлектрической проницаемости (-47...... +33) 10^-6 град^-1также применяются в производстве термостабильных конденсаторов.
Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является керамический материал для термостабильных конденсаторов, включающий, мас. % : Оксид бария 19,7-20,7 Оксид неодима 17,0-21,1 Оксид висмута 6,0-7,2 Оксид титана 38,0-39,2 Оксид самария 14,0-17,1
Данный состав-прототип, обладая низким значением tg = 2-3 10^-4на f = 1 МГц и высоким сопротивлением изоляции _v> 10¹² Ом см при Т = 155^oC, имеет диэлектрическую проницаемость, не превышающую 95, может использоваться только для конденсаторов одной группы по температурной стабильности и содержит в своем составе окись самария, являющуюся дефицитным сырьем, что следует отнести к его существенным недостаткам.
Цель изобретения - повышение диэлектрической проницаемости.
Поставленная цель достигается тем, что керамический материал для термостабильных конденсаторов, включающий BaO, Nd₂O₃, Bi₂O₃ и ТiO₂, дополнительно содержит PbTiO₃ при следующем соотношении компонентов, мас.%: Оксид бария (BaO) 13,6-16,3 Оксид неодима (Nd₂O₃) 27,4-35,9 Оксид висмута (Bi₂O₃) 6,6-16,4 Оксид титана (ТiO₂) 35,1-36,4 Свинец титановокислый (PbTiO₃) 3,5-8,9
Реальность и оптимальность заявляемого соотношения ингредиентов подтверждаются следующими примерами по минимальному, максимальному и среднему значениям.
П р и м е р 1 (по минимуму), мас.%: Оксид бария 13,6 Оксид неодима 35,9 Оксид висмута 6,5 Оксид титана 35,1 Свинец титановокислый 8,9
Данный состав керамического материала имеет диэлектрическую проницаемость 105-107, ТКЕ = 33 20 10^-6 град^-1, tg =2-3 10^-4 на f = 1 МГц, _v > 10¹² Ом см при Т = 155^oC.
П р и м е р 2 (по максимуму), мас.%: Оксид бария 16,3 Оксид неодима 27,4 Оксид висмута 16,4 Оксид титана 36,4 Свинец титановокислый 3,5
Электрические характеристики материала при этом следующие: = 115-117, ТКЕ = -47 20 10^-6 град^-1; tg = 2-3 10^-4 на f = 1 МГц и _v > 10¹² Ом см при Т = 155^oC.
П р и м е р 3 (по среднему значению), мас.%: Оксид бария 14,95 Оксид неодима 31,65 Оксид висмута 11,45 Оксид титана 35,75 Свинец титановокислый 6,2
Электрические характеристики материала при данном составе будут следующие: = 119-122; ТКЕ = (0 20) 10^-6 град.^-1, tg =2-3 10^-4на f = 1 МГц, _v > 10¹² Ом см при Т = 155^oC.
Составы материалов, приведенные в примерах 1,2 и 3, получают следующим образом. Отвешивают предварительно прокаленный при 1200^oC оксид неодима, углекислый барий из расчета 13,4-16,3% BaO, оксид висмута, оксид титана и свинец титановокислый, загружают в вибромельницу при соотношении шаров и материала 6-4 : 1 и смешивают в течение 30-60 мин, после чего смесь прокаливают при температуре 1180-1220^oC c двухчасовой выдержкой. Полученный продукт размалывают до величины удельной поверхности 6000-8000 см²/г, изготовляют образцы согласно ГОСТУ 5458-75 (Материалы керамические радиотехнические) и измеряют их электрические свойства. Из полученного керамического материала можно оформлять заготовки конденсаторов любым методом, принятым в керамической технологии. Обжиг заготовок производят в интервале температур 1280-1320^oC.
Предлагаемый состав керамического материала для конденсаторов термостабильных групп по ТКЕ обладает величиной диэлектрической проницаемости в 1,3 раза выше материала-прототипа и в 3 раза выше применяемых в настоящее время в промышленности материалов с ТКЕ = (-47....+33) 10² град^-1 на основе СаТiO₃-LaAlO₃.
Использование предлагаемого материала с повышенной диэлектрической проницаемостью при ТКЕ = (-47...+33) 10^-6 град^-1 позволяет получать термостабильные керамические конденсаторы с большей удельной емкостью, что приводит, кроме того, к экономии расхода дефицитных металлов на единицу емкости.