close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY11570

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2009.02.28
(12)
(51) МПК (2006)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY (11) 11570
(13) C1
(19)
C 04B 35/46
H 01G 4/12
ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ
ДЛЯ СВЧ РЕЗОНАТОРОВ
(21) Номер заявки: a 20071460
(22) 2007.11.28
(71) Заявитель: Государственное научнопроизводственное объединение "Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по
материаловедению" (BY)
(72) Авторы: Акимов Александр Иванович; Савчук Галина Казимировна
(BY)
(73) Патентообладатель: Государственное
научно-производственное объединение "Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси
по материаловедению" (BY)
(56) BY 9812 C1, 2007.
US 4102696, 1978.
JP 2000-72544 A.
JP 9-153710 A, 1997.
JP 8-167327 A, 1996.
SU 1335112 A1, 1990.
BY 11570 C1 2009.02.28
(57)
Диэлектрический керамический материал для СВЧ резонаторов, содержащий титанат
висмута Bi2Ti2O7 и оксид титана TiO2, отличающийся тем, что дополнительно содержит
оксид кобальта CoO при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Bi2Ti2O7
93-98
TiO2
1,7-5,0
CoO
0,2-2,0.
Изобретение относится к области получения керамических материалов и может быть
использовано для изготовления элементов и узлов, применяющихся в СВЧ - электронике,
преимущественно для СВЧ диэлектрических резонаторов.
Известен керамический материал для изготовления диэлектрических резонаторов, состоящий из BaO - ZnO - Ta2O3 [1].
Недостатком данного материала является низкое значение относительной диэлектрической проницаемости. При этом 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 диэлектрический материал на основе Bi2Ti2O7- TiO2 - SnO2 [2].
Недостатком материала является то, что он имеет недостаточно высокую (85÷98) относительную диэлектрическую проницаемость, относительно высокие диэлектрические
потери (тангенс угла диэлектрических потерь (0,9-3⋅10-4)) и относительно высокий температурный коэффициент резонансной частоты ((0÷ -8) ppm/°С.
Задачей предполагаемого изобретения является улучшение технических характеристик материала за счет увеличения значений относительной диэлектрической проницае-
BY 11570 C1 2009.02.28
мости, уменьшения диэлектрических потерь и температурного коэффициента резонансной
частоты.
Предложен диэлектрический керамический материал для СВЧ резонаторов, содержащий титанат висмута в виде Bi2Ti2O7 и оксид титана TiO2.
Новым является то, что он содержит дополнительно оксид кобальта CoO при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Bi2Ti2O7
93,0-98,0
TiO2
1,7-5,0
CoO
0,2-2,0.
Сущность изобретения состоит в следующем: в смесь из предварительно синтезированного соединения Bi2Ti2O7 и оксида TiO2, взятых в необходимом соотношении, дополнительно вводится CoO. 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 °C в течение 6 часов. Полученные керамические образцы имели высокую плотность
(98 % от теоретической). Конкретными примерами заявляемого материала, иллюстрирующими изобретение, являются следующие составы:
Компонент, мас. % Состав 1 Состав 2 Состав 3 Состав 4 Состав 5
Прототип
Bi2Ti2O7
96,20
95,80
98,00
93,00
92,70
91,68÷96,72
TiO2
3,70
4,00
1,70
5,00
5,20
0,28÷0,32
SnO2
3,00÷8,00
CoO
0,10
0,20
0,30
2,00
2,10
Свойства керамического материала подтверждаются результатами экспериментальной
проверки, данные о которых приведены в таблице.
Составы керамического материала
Характеристики керамического матеЗаявляемые
Прототип
риала
Состав 1 Состав 2 Состав 3 Состав 4 Состав 5
Относительная диэлектрическая про95
116
130
122
110
85÷98
ницаемость
Тангенс угла диэлектрических по4
2
0,6
0,83
1,6
0,9÷3
терь, (10-4)
Температурный коэффициент резо+5
-5
~0
-4
-8
0÷ -8
нансной частоты,
ppm/°С
Как следует из таблицы, предлагаемый керамический материал в сравнении с прототипом позволяет повысить диэлектрическую проницаемость на 32,7 %, увеличить добротность резонатора на 40 %, обеспечивает возможность получения температурного коэффициента резонансной частоты, значения которого близки к нулю.
Это свидетельствует о преимуществах предлагаемого керамического материала предназначенного для СВЧ диэлектрических резонаторов. Анализ результатов исследования
характеристик керамических образцов с различными добавками CoO показывает, что наилучшие показатели имеет cостав 3. Оптимальность состава предлагаемого материала под2
BY 11570 C1 2009.02.28
тверждается тем, что при введении добавки CoO более максимального количества
2,00 мас. % (состав 5) происходит рост температурного коэффициента резонансной частоты, уменьшаются добротность (растет тангенс угла диэлектрических потерь) и значение
диэлектрической проницаемости, а при введении его менее минимального количества
(состав 1) 0,20 мас. % уменьшается значение диэлектрической проницаемости и увеличивается тангенс угла диэлектрических потерь.
Экспериментально установлено, что наилучший технический результат достигается
при заявляемом соотношении компонентов материалов. Он обеспечивает достижение высоких значений диэлектрической проницаемости (116÷130), низких значений диэлектрических потерь (0,6÷2⋅10-4) и температурного коэффициента резонансной частоты (0÷-5 ppm/°С).
Технология изготовления керамического материала проста, экологически безопасна и
промышленно применима.
Практическое применение заявляемого керамического материала для изготовления
элементов и узлов СВЧ электроники обеспечивает высокую эффективность диэлектрических резонаторов и их низкую себестоимость.
В настоящее время разработан состав керамического материала, 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. Патент 9812. Керамический материал, преимущественно для СВЧ диэлектрических
резонаторов. 2007.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
3
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
77 Кб
Теги
by11570, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа