Новая низкотемпературная спекаемая микроволновая диэлектрическая керамика состава Li4Ti5O12 была приготовлена твердофазным реакционным методом. Керамика хорошо уплотнялась при 925 °C и обладала превосходными микроволновыми диэлектрическими свойствами с умеренной относительной диэлектрической проницаемостью 30,1, значением Q f 29 530 ГГц (на 7 ГГц) и отрицательным температурным коэффициентом резонансной частоты 15,0 ppm/°C. При увеличении температуры спекания с 875 °С до 1050 °С значения τf керамики изменялись с 16,7 м.д./°С до ±5,9 м.д./°С. Для изучения фазового состава и микроструктуры керамики использовались рентгенограммы (XRD) и сканирующая электронная микроскопия (SEM). В частности, керамика показала хорошую химическую совместимость с порошками серебра, что указывает на то, что керамика Li4Ti5O12 является многообещающим кандидатом для низкотемпературных керамических устройств совместного обжига.

1. Введение
Низкотемпературная керамика совместного обжига (LTCC) стала важной технологией изготовления из-за преимуществ для многослойных интегральных схем (MLICS) [1–3]. Для применений LTCC система материалов должна иметь хорошие диэлектрические свойства с соответствующей относительной диэлектрической проницаемостью (εr), низкими диэлектрическими потерями (tan δ = 1/Q) и малым температурным коэффициентом резонансной частоты (τf). Другим требованием является низкая температура спекания (Ts), поскольку диэлектрики LTCC должны были подвергаться совместному обжигу с проводниками с низкой температурой плавления, такими как серебро (961 °C), медь (1064 °C) и их сплавы. Однако для большинства коммерческих материалов требуются более высокие температуры спекания (Z1300 °C) [4–5]. В последнее время большое внимание уделяется поиску новых серий НТЦ материалов, таких как соединения на основе Bi, Li и Te [6–8]. Соединения шпинели с общей формулой AB2O4, такие как MgAl2O4 [9], ZnAl2O4 [10], обладают превосходными диэлектрическими характеристиками в микроволновом диапазоне, но высокие температуры спекания ограничивают их дальнейшее применение в устройствах LTCC. В предыдущих работах исследовались многие соединения со структурой шпинели, такие как Li2MgTi3O8 [11], Li2CoTi3O8 [12], ZnLi2/3Ti4/3O4 [13], CoLi2/3Ti4/3O4 [14]. Эти материалы хорошо спекались при низких температурах (r1075 °C) и проявляли хорошие микроволновые диэлектрические свойства с относительными диэлектрическими проницаемостями (εr) 20–29, значениями Q f 35 000–106 700 ГГц и температурными коэффициентами резонансной частоты (τf ) от 48,0 до +7,4 частей на миллион/°C. Кроме того, добавление небольшого количества BaCu(B2O5) (BCB) могло снизить температуру спекания этой керамики до 900 °C и не вызывало значительного ухудшения свойств. Они легко совместимы с Ag-электродом и могут применяться в устройствах LTCC. Таким образом, делается вывод, что соединения шпинели на основе лития не только имеют низкие температуры спекания, но также обладают идеальными свойствами для применения LTCC. Титанат лития-шпинели (Li4Ti5O12) хорошо известен как анодный материал для литий-ионных аккумуляторов из-за его хороших характеристик [15]. Однако до сих пор не сообщалось о микроволновых диэлектрических свойствах этой композиции. В настоящей работе исследованы фазовая эволюция, микроструктура и микроволновые диэлектрические свойства керамики Li4Ti5O12. Кроме того, была исследована химическая совместимость керамики с серебряным электродом для оценки ее применения в устройствах LTCC.
…………
4. Выводы Микроволновая диэлектрическая керамика Li4Ti5O12 была приготовлена традиционным методом твердофазной реакции и хорошо уплотнена при 900–1050 °C. Наилучшие микроволновые диэлектрические характеристики с умеренной диэлектрической проницаемостью 31,5, высоким значением Q f 29 530 ГГц (на 7 ГГц) и отрицательным значением τf 15,0 ppm/°C были получены в керамике, спеченной при 925 °C в течение 4 часов. Керамика Li4Ti5O12 может обжигаться совместно с серебряным электродом. Низкая температура спекания, хорошие микроволновые диэлектрические свойства и химическая совместимость с Ag-электродом указывают на то, что керамика Li4Ti5O12 может быть перспективным диэлектрическим материалом для применения в LTCC.