Керамический материал для твердотельных элементов СВЧ-электроники

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ТВЕРДОТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СВЧ-ЭЛЕКТРОНИКИ(71) Заявитель Государственное научнопроизводственное объединение Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по материаловедению(72) Авторы Акимов Александр Иванович Савчук Галина Казимировна(73) Патентообладатель Государственное научно-производственное объединение Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по материаловедению(56) АКИМОВ А.И. и др. Материалы Всероссийской научно-технической конференции Новые материалы и технологии. - Москва, 2006. - Т. 1. - С. 100-101.9812 1, 2007.09025161 , 1997.0411757 2, 1991.4059537, 1977.3530570 1, 1987.(57) Керамический материал для твердотельных элементов СВЧ-электроники, содержащий оксид цинка, оксид титана и оксид висмута, отличающийся тем, что дополнительно содержит оксид кобальта при следующем соотношении компонентов, мас. 1-4. Изобретение относится к области получения керамических материалов, обладающих низким значением диэлектрической проницаемости, низкими диэлектрическими потерями, близким к нулю температурным коэффициентом резонансной частоты, и может быть использовано для изготовления твердотельных элементов СВЧ-электроники, преимущественно для СВЧ диэлектрических антенн. Известен керамический материал для изготовления твердотельных элементов, включающий 24, 2, В 2 О 3 1, который обладает диэлектрической проницаемостью,имеющей для ряда применений слишком высокие значения. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является диэлектрический материал на основе системы -2-В 2 О 3 2. Существенным недостатком материала является то, что материал имеет высокие значения относительной диэлектрической проницаемости (29) и температурного коэффициента резонансной частоты ( 17,4 рр/С), а это ухудшает технические характеристики материала. 11497 1 2008.12.30 Задачей предлагаемого изобретения является улучшение технических характеристик материала за счет уменьшения значений относительной диэлектрической проницаемости и температурного коэффициента резонансной частоты. Предложен керамический материал для твердотельных элементов СВЧ-электроники,который позволяет устранить недостатки известных материалов такого же назначения и обеспечивает достижение более низких значений диэлектрической проницаемости (до 14) и температурного коэффициента резонансной частоты (до 4 рр/С). Новым, по мнению авторов, является то, что предлагаемый материал дополнительно содержит оксид кобальта при следующем соотношении компонентов, мас. 84-89 Т 2 5-14 В 2 О 3 1-2 СоО 1-4. Сущность изобретения состоит в следующем в смесь из исходных компонентов(1,04,0) мас.СоО. В порошки добавляется этиловый спирт до получения консистенции густой сметаны. Полученная смесь перетирается в яшмовой или агатовой ступке в течение 90 минут. Перетертый порошок прессуется в таблетки при давлении 0,1 ГПа. Синтез образцов проводится в электрической печи в атмосфере воздуха в алундовых тиглях при температурах (850-950) С в течение 4-8 часов. После синтеза керамического материала производится измельчение, смешивание и помол. Затем полученная смесь формовалась в диски, обжиг которых производился в электропечах при температурах 11001200 С в течение 2-6 часов. Полученные керамические образцы имели высокую плотность (98 от теоретической). Конкретными примерами заявляемого материала, иллюстрирующими изобретение, являются следующие составы. Компонент,мас. Свойства керамического материала подтверждаются результатами экспериментальной проверки, данные о которых приведены в таблице. Характеристики керамического материала Диэлектрическая проницаемость Температурный коэффициент резонансной частоты, рр/С Составы керамического материала Заявляемые Состав 2 Состав 3 Состав 4 Состав 5 Как следует из таблицы, предлагаемый керамический диэлектрический материал в сравнении с прототипом позволяет снизить значение диэлектрической проницаемости в 2,1 раза, значение температурного коэффициента резонансной частоты - в 4,25 раза. Это свидетельствует о преимуществах предлагаемого керамического материала, предназначенного в основном для высокочастотных диэлектрических антенн. Анализ результатов исследования диэлектрических характеристик керамических образцов, полученных из шихты с различными добавками СоО, показывает, что наилучшие показатели имеет со 2 11497 1 2008.12.30 став 3. Оптимальность состава предлагаемого керамического материала подтверждается тем, что при введении добавки СоО более максимального количества 4,2 мас.(состав 5) и при введении его менее минимального количества (состав 1) 0,8 мас.наблюдается рост значений относительной диэлектрической проницаемости и температурного коэффициента резонансной частоты. Экспериментально установлено, что наилучший технический результат достигается при заявляемом соотношении компонентов материалов. Технология изготовления керамического материала проста, дешева, экологически безопасна и промышленно применима. Практическое применение заявляемого керамического материала для твердотельных элементов СВЧ-электроники обеспечивает высокую эффективность диэлектрических антенн 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. - , - , -.//.. 2005. . 34. . 119-124. 2. Акимов А.И., Савчук Г.К. Микроволновые свойства керамики системы , модифицированной оксидом висмута Материалы Всероссийской научно-технической конференции Новые материалы и технологии. - Москва, 2006. - Т. 1 - С. 100-101. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3