Диэлектрический материал

Союз Советскии Социапистичвских РесубтикОП ИСАНИ ЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ) М. Кл.С 04 В 35 Гасударственные комитет Совета Миииотроа СССР ио делам иэооретеиий и открытий) Заявител 4) ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ МАТЕРИ Иэобретенче относится к эдектронной тех нике и может быть использовано при иэготовдении диэдектрических внутридамповых детадей, покрытий и оболочек ЭВП, в част ности окон вывода энергии СВЧ. 5И,звестны керамические материады на основе окислов дегких элементов с добавкой окисдов переходньх металлов, вводимых с целью регудирования физико-технических свойств. Эти добавки вводятся при приго товдении керамической смеси, а также путем пропитки частично обозакенных деталей раствором соответствующих окисдообразуюших соединений с посдедуюшей термообработкой 11 2 , При этом обеспечивается подучение ;устойчивых твердых растворов сдоаных окисдов, дегирование зерен основного окисла исходного керамического материала ионом вводимого переходного материала.Однако известные материалы обдадают эна- Ю читедъным коэффициентом вторичной электрон. ной эмиссии (КВЭЭ).Наиболее бдиэким к изобретению.по тех ническому решению является вакуумнопдот ный диэлектрический материад - адю- И мооксидная керамика на основе глинозема с добавкой, вводимой в обожженный при 1350-1450 С глинозем смеси окисдов кремния, марганца. и хрома (соответственно 2,8, 2,3 и 0,49 вес.%) 13.Недостатком данного керамического материада является высокий коэффициент вторичной эдектронной эмиссии. Повышение содержания вводимых окислов переходных металлов, например окиси хрома, ддя подавдения вторично-электронной эмиссии, вызыж;ет резкое, недопустимое ддя электронно вакуул- ных приборов сверхвысоких частот снижение эдектросопротивдення керамического материада.йель взобретения - уменьшение КВЭЭ при сохранении диэлектрических свойств.Поставленная цель достигается за счет того что диэлектрический материал, вкдючаюший высокогдиноземистую керамику, до поднитедьно содержит окислы рения прн сдедуюшем соотношении компонентов, вес.Ъ высокогдиноземистая керамика - 98,5- 99,8; окисды рения (в пересчете на металдический реннй ) 0,2-1,5.3Нижний предел обусловлен эффективностью снижения КВЭЗ, а верхний - сохранением диэлектрических свойств материала. Окислы рення вводятся либо на этапе приготовления керамической массы в виде порошка двуокиси рения, либо в результате пропитки с поверхности или на всю толщину частячно обожженных керамических деталей раствором окно лообраэующего соединения рения и окончательного обжига в восстановительной атмв,д фере с приленением электрокорундовой засып ки или герметичного укрытия для обеспечения лучшего взаимодействиякомпонентов ке" рамики с вводимыми окислами ренин с образованием шпинелеобразного соединения сложных окислов без чрезмерных возгонки и восстановления до металла. В результате создаются условия для синтеза нового высокочастотного диэлектрического материала, в котором, как показывают количественный 2 р рентгенофазовый, специальный химический, петрографический анализы, рений .может на ходиться в виде:новой кристаллической фазы;стеклофаэы; 25частиц металлического ренин (0,001 - 1 мкм), диспергированных в крис таллической фазе алюмо-рениевой шпинеаи и стеклофазе.Распределение рения в этих фазах сощ 30 ветствует ориентировочно соотношенйю 18;25:60 вес.% от вводимого количества в пересчете на металл,-Содержание ренин в поверхностном слое (0,01 мм) может превышать укаэанный в формуле верхний предел 35 (усредненный для массы керамики в целом),Рений может быть также ., введен в элементарном состоянии (величина зерен 0,5- 0,001 мкм) на , этапе. приготовления керамической массы с последующим окислообразо- ф ванием при термоабработке деталей в окислительной газовой среде.П р и м е р . Окна выводов СВЧ, изготовленные, например, из высокоглиноземистой массы - 22 лС после предварительного об жига изолируют кислотоупорными лаком, слоеи пластмассы холодногоотверждения или пленкой - на поверхностях, не подлежащих покрытию, и далее обрабатывают водным раствором рениевой кислоты (весовое соот- ф ношение семиокиси ренин н воды 2:1, плот ность 2,1 г/см ) - погружением, заливкойЭили посредством кнслотоупорных валиков, шпателей. Для более полного проникновения раствора в поры исходной керамики пропитку могут проводить в форвакууме под колпаком.ч с поддерживаемым разрежением около 10 тор. (Йо содержании 1,5 % окиси репин (в переочете на металлический рений), после чего плоские обработанные керамические заготовки помещают в корундовую засыпку (толши на слоя сверху не менее 2 см), а полые заготовки с обработанной внутренней поверхностью ставят на предварительно обожженные керамические подставки так, чтобы полость оказалась герметиэированной, В случае сложной конфигурации деталей они могут располагаться под герметичным укрытием, с засыпкой швов .корундом. Далее заготовки подвергают окончательному обжигув восстановительной газовой среде с точкой росы (-40)-(+20 С), в обычном температурно временном режиме при максимальной температуре: в случае исходной керамики 22 ХС 16 ЗО1 О:.При необходимости, с целью повьппения эффективности снижения КВЭЭ и улучшения диэлектрических свойств, керамические детали после указанной обработки и последующей шлифовки подвергают прокалке на воздухе, в муфельной печи в течение 1, часа при максимальной температуре 900 фС (на-.грев и остывание совместно с печью). При этом обеспечиваются окисление и возгонка возможных случайных металлических включений. Та же цель может быть достигнута травлением окончательно обожженной керамики в разбавленной азотной кислоте с последующими промывкой и, сушкой.Получаемый по предложенному способуматериап, например на основе частично обозженной керамики 22 ХС, пропитываемой рениевой кислотой и окончательно обжигаемой в засыпке или под герметичным укрытием, характеризуется наименьшим КВЭЭи сравнении с известными антидинатронными высокочастотными диэлектриками (около 1 - для нешлифованной поверхности ине более 1,5.5 - для шлифованной),Наряду с антидинатронными свойствамипредложенная керамика отличается меньшимиСравнительная характеристике высокочастотных диэлектриков Т а б л и ц а сван ксимальинном 1-1,55 5,6-6 Максимальный КИЗЭ кВ/мм Пробивная напряженность 30 45,0 более 210Х 4 Иболее 2.10 Уд. объемное сопротиво ление при 20 Ом,см Диэлектрическаяпроницаемостьпри температуре 100 10 бГц 300 200 400 Тангенс угладиапектрическихпотерьпри температуре 20 3 1 Юв 3 200 4,6-918-307,2-10,0 7-8,2 18-30 300 10 Гц б,см,сек, С Предел прочностипри статическомизгибе- йуг - 3200-4400 4750-5510 20-100 С 20-500 2-900 1,10 42 К оэффициентлинейного теплового расширения рад. С 72,5-4,1 93,8 ф 10 Газовыделенне при 80 Тор/г 20 47,6з 10 Размер кристаллов 4-6,0 Размер стекл офаэы 1,5-2 ика 98 е 5,. 99 Ф те на 0,2-1,5 инятые во вни оставитель Э. Джагиновехред Н. Андрейчук Корректор И. Гоксич, Снегирев ак Тираж 75 ударственного комите о делам иэобретени осква, Ж-.35, Рау 1014/25Ш 1 ИИ 1 И Г 113035 1 П Патен-.", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Формула изобретения35Диэлектрический,материал преимушествеь но для окон выводов энергии сверхвысоких частот, включающий высокоглиноземнстую керамику, о т л и ч а ю щ и й с н тем, что с целью уменьшения коэффициента втэ ф рнчной электронной эмиссии при сохранении диэлектрических свойств, он дополнительно содержит окислы ренин при следующем соотношении компонентов, весЛ: Высокоглиноэемистаа керимОкислы рения ( в пересчеметаллический рений)Источники информации прмание при экспертизе:1. Булавин И. А., Макаров И. А.Стекло и керамика, 1968, % 10.2. Козловский Л, В. и др. Электроннаятехника сер. 3, 1971, М 1 с, 84-873. Авторское свидетельство СССРЬ 140346, кл. С 04 в 35/10, 1960,Подписноеув Совета Министров СССи открытийкая наб., д. 4/5