close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY9812

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2007.10.30
(12)
(51) МПК (2006)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
C 04B 35/46
H 01G 4/12
КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО
ДЛЯ СВЧ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ РЕЗОНАТОРОВ
(21) Номер заявки: a 20051173
(22) 2005.12.01
(43) 2007.08.30
(71) Заявитель: Государственное научное учреждение "Объединенный
институт физики твердого тела и
полупроводников
Национальной
академии наук Беларуси" (BY)
(72) Авторы: Акимов Александр Иванович; Савчук Галина Казимировна
(BY)
BY 9812 C1 2007.10.30
BY (11) 9812
(13) C1
(19)
(73) Патентообладатель: Государственное
научное учреждение "Объединенный
институт физики твердого тела и полупроводников Национальной академии наук Беларуси" (BY)
(56) Fukuda K. et al. Jpn. J. Appl. Phys., 1993,
v. 32, № 10, p. 4584-4588.
EP 0717018 B1, 2002.
JP 9-153710 A, 1997.
US 4665041, 1987.
DE 19909089 A1, 2000.
US 5132258 A, 1992.
US 2668118, 1954.
SU 522162, 1976.
(57)
Диэлектрический керамический материал для СВЧ-резонаторов, содержащий титанат
висмута и оксид титана, отличающийся тем, что содержит титанат висмута формулы
Bi2Ti2O7 и дополнительно содержит SnO2 при следующем соотношении компонентов,
мас. %:
Bi2Ti2O7
91,68-96,72
TiO2
0,28-0,32
SnO2
3-8.
Изобретение принадлежит к области получения керамических материалов, обладающих высоким значением диэлектрической проницаемости, низкими диэлектрическими
потерями, близким к нулю коэффициентом резонансной частоты, и может быть использовано для изготовления элементов и узлов, применяющихся в СВЧ-электронике, преимущественно для СВЧ диэлектрических резонаторов.
Известно, что низкие диэлектрические потери при высокой диэлектрической проницаемости могут быть получены на керамическом материале на основе пятиокиси тантала
[1]. Однако за последние годы значительно выросла цена пятиокиси тантала, что не позволяет использовать керамический материал в массовом производстве.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является материал на основе двойной системы титанат висмута в виде Bi2Ti4O11-TiO2 [2].
Существенным недостатком материала является то, что материал имеет недостаточно высокую (80) относительную диэлектрическую проницаемость, высокие диэлектри-
BY 9812 C1 2007.10.30
ческие потерии (5⋅10-4) и высокий температурный коэффициент резонансной частоты
( + 21 ppm/ °С).
Предлагаемый керамический материал позволяет устранить недостатки известных материалов такого же назначения и обеспечивает достижение более высокого значения диэлектрической проницаемости (98), получение частотно-независимой керамики с низкими
диэлектрическими потерями и близким к нулю коэффициентом резонансной частоты.
Сущность изобретения заключается в том, что в предлагаемом керамическом материале, преимущественно для СВЧ диэлектрических резонаторов, включающем титанат
висмута и оксид титана, вышеуказанный технический результат обеспечивается тем, что
материал содержит титанат висмута формулы Bi2Ti2O7 и дополнительно содержит SnO2
при следующих соотношениях компонентов, мас. %:
Bi2Ti2O7
91,68-96,72
TiO2
0,28-0,32
SnO2
3,0-8,0.
Получение керамического материала осуществляется следующим образом. В смесь из
исходных компонент Bi2Ti2O7 и TiO2, взятых в необходимом соотношении, дополнительно вводится SnO2. В порошки добавляется этиловый спирт до получения консистенции
"густой сметаны". Полученная смесь перетирается в яшмовой или агатовой ступке в течение 60 минут. Перетертый порошок прессуется в таблетки при давлении 0,1 ГПа. Синтез
образцов проводится в электрической печи в атмосфере воздуха в алундовых тиглях при
температуре 1150 °С в течение 4 часов. После синтеза керамического материала производится измельчение, смешивание и помол. Затем полученная смесь формовалась в диски,
обжиг которых производился в электропечах при температурах 1220 °С в течение 6 часов.
Полученные керамические образцы имели высокую плотность (98 % от теоретической).
Конкретными примерами заявляемого материала, иллюстрирующими изобретение, являются следующие составы:
Компонент,
мас. %
Bi2Ti2O7
TiO2
SnO2
Состав 1
99,56
0,26
2
Состав 2
Состав 3
Состав 4
96,72
0,28
3
93,7
0,3
6
91,68
0,32
8
Состав 5
90,66
0,34
9
Свойства керамического материала подтверждаются результатами экспериментальной
проверки, данные о которых приведены в таблице.
Характеристики
керамического
материала
Относительная
диэлектрическая
проницаемость
Тангенс угла диэлектрических потерь, (10-4)
Температурный
коэффициент диэлектрической
проницаемости
TKE, ppm/ °С
Состав 1
Составы керамического материала
Заявляемые
Состав 2 Состав 3 Состав 4
Состав 5
Прототип
73
90
98
85
75
80
5
3
0,9
0,98
1,4
5
+5
-6
~0
-8
-10
+ 21
2
BY 9812 C1 2007.10.30
Как следует из таблицы, предлагаемый керамический материал в сравнении с прототипом позволяет повысить диэлектрическую проницаемость на 22,5 %, снизить значения
тангенса угла диэлектрических потерь на 82 %, обеспечивает возможность получения
TKE, значения которого близки к нулю.
Это свидетельствует о преимуществах предлагаемого керамического материала, предназначенного преимущественно для СВЧ диэлектрических резонаторов. Анализ результатов исследования характеристик керамических образцов с различными добавками SnO2
показывает, что наилучшие показатели имеет состав 3. Оптимальность состава предлагаемого материала подтверждается тем, что при введении добавки SnO2 более максимального
количества 8 мас. % (состав 5) происходит рост TKE, ухудшается тангенс угла диэлектрических потерь, а при введении его менее минимального количества (состав 1) 2 мас. %
уменьшается значение диэлектрической проницаемости.
Экспериментально установлено, что наилучший технический результат достигается
при заявляемом соотношении компонентов материалов.
Технология изготовления керамического материала проста и промышленно применима.
Практическое применение керамического материала обеспечивает снижение трудоемкости получения материала и себестоимости СВЧ диэлектрических резонаторов на его основе.
В настоящее время разработана рецептура и техпроцесс получения керамического материала заявляемого состава, а также изготовлены опытные партии материала и изделий
из него и проведены их испытания, результаты которых подтверждают получение технического результата.
Источники информации:
1. A Non-tantalum based Ceramic Material for Low Loss Microwave Filter Applications.
Microwave Journal. 2001. V44. P. 1-100.
2. K. Fukuda, R. Kitoh, I. Awai, Microwave Characteristics of TiO2-Bi2O3 Dielectric Resonator. Jpn. J. Appl. Phys. 1993. V. 32 P.4584-4588 (прототип).
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
3
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
74 Кб
Теги
by9812, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа