Новая керамика Ba2LiMg2V3O12 с различным количеством добавок стекла ZnO-P2O5-MnO2 (ZPM) была уплотнена при 850°С по твердофазному реакционному пути. Реакции между керамической матрицей и Ag не обнаружено. Вторичная фаза Ba3(VO4)2, образующаяся в матрице Ba2LiMg2V3O12, вносит положительный вклад в значение tf. Дальнейшее добавление стекла ZPM приводило к тому, что значение tf приближалось к нулю. Среди всех образцов образец с 2 мас. % добавки ZPM (маркированный как BZ20) обладал хорошими диэлектрическими свойствами в микроволновом диапазоне: er = 13,47, Q f = 16272 ГГц (11,18 ГГц), tf = (+)0,4 м.д./Кл. Все экспериментальные результаты свидетельствуют о том, что новая термостойкая микроволновая диэлектрическая керамическая система была разработана для приложений LTCC.

1. Введение
Быстрое развитие беспроводной связи требует огромного количества микроволновых компонентов. Для большинства микроволновых устройств диэлектрические керамические материалы широко используются благодаря их преимуществам в компактности, термической стабильности, легком весе и низкой стоимости для высокочастотных применений [1]. Дальнейшее развитие миниатюризации и интеграции устройств требует, чтобы керамика могла обжигаться вместе с внутренними металлическими электродами. Технология низкотемпературного совместного обжига керамики (LTCC) является превосходным решением для миниатюризации и интеграции [2]. Серебро (Ag) из-за его высокой проводимости и низкой стоимости широко используется в качестве внутренних электродов, но его температура плавления составляет всего около 961°С [3]. Таким образом, необходимо исследовать новые низкотемпературные спеченные керамические системы с хорошей совместимостью между диэлектрической матрицей и серебряными электродами [4,5]. Для большинства СВЧ-устройств частотоопределяющие компоненты требуют, чтобы диэлектрические материалы обладали умеренной диэлектрической проницаемостью (er), низкими диэлектрическими потерями (высокой добротностью) и почти нулевым температурным коэффициентом резонансной частоты (tf) при низкой стоимости [1]. Однако всегда сложно сбалансировать и реализовать эти показатели производительности в рамках одного материала. Поэтому для преодоления ограничений были исследованы различные системы материалов с различной кристаллической структурой [6–9]. Среди этих материалов соединения типа граната были отмечены как многообещающие кандидаты в области лазеров, люминофоров и ферритовых материалов [10–12], тогда как мало результатов было связано с их микроволновыми диэлектрическими свойствами. Недавно были обнаружены микроволновые диэлектрические свойства гранатов Re3Ga5O12 (Re = Nd, Sm, Eu, Dy, Yb и Y), и были получены многообещающие микроволновые диэлектрические характеристики: высокая Q f (> 40000 ГГц), более низкое значение ( 12 ) и относительно стабильные значения tf (от 33,7 до 12,4 ppm/C) [13]. Однако их температуры спекания обычно слишком высоки (1350–1500 °C) для применения в технологии LTCC. К счастью, сообщалось о некоторых модифицированных ванадатах граната с низкими температурами спекания и хорошими диэлектрическими свойствами в микроволновом диапазоне, которые являются потенциальными для применения в LTCC [14–16]. Фанг и др. сообщили, что керамика LiCa3MgV3O12, спеченная при 900°C, показала более низкое значение Q f 10,5, высокое значение Q f 74700 ГГц и значение tf 61 ppm/C [14]. Дальнейшие исследования керамики NaCa2Mg2V3O12 дали аналогичный результат: более низкое значение 10, относительно высокое значение Q f 50600 ГГц и значение tf 47 ppm/C при спекании при 915 C [15]. Эти результаты показали, что модифицированные ванадаты граната обладают относительно высокими значениями Q f при спекании при низкой температуре, но их большие отрицательные значения tf не позволяют их практическое применение. Поэтому актуален поиск новых диэлектрических систем на основе граната СВЧ с близким к нулю температурным коэффициентом резонансной частоты. Как известно, фосфатное стекло перспективно благодаря своей экологичности и низкой температуре плавления ниже 600°С, что выгодно для технологии LTCC [17–19]. Но фосфатное стекло на основе P2O5 обычно обладает относительно низкой химической стабильностью, поэтому для улучшения его характеристик используются различные оксиды, такие как ZnO, MnO2, Al2O3 и CuO [20–22]. Среди этих модифицированных систем система на основе ZnO-P2O5-MnO2 является многообещающей благодаря более низкой температуре тройной эвтектики и лучшим характеристикам при низких температурах, которая широко применяется в области электронных корпусов. Основываясь на этих многообещающих характеристиках, стекло ZnO-P2O5-MnO2 может быть подходящей добавкой для спекания микроволновых диэлектриков со структурой граната. В этом исследовании новая керамическая система Ba2LiMg2V3O12 с различным количеством добавок стекла ZnO-P2O5-MnO2 (ZPM) была изготовлена по твердофазному реакционному пути. Систематически исследовались микроструктура и микроволновые диэлектрические свойства. Выявлено, что комбинированная вторичная фаза Ba3(VO4)2, образующаяся в матрице Ba2LiMg2V3O12 с добавкой стекла ZPM, вносит положительный вклад в tf, приближая его значение к нулю, что перспективно для СВЧ-приложений.
………………
4. Выводы. 
В этом исследовании ZnO-P2O5-MnO2 (ZPM) керамика Ba2LiMg2V3O12, модифицированная стеклом, была получена при 850°C по пути твердофазной реакции без реакции между керамической матрицей и Ag, что соответствует требованиям приложений LTCC. Основная фаза Ba2LiMg2V3O12 со вторичной фазой Ba3(VO4)2 хорошо сосуществовали, и была получена плотная кристаллическая морфология. Интересно, что значение tf может быть доведено почти до нуля за счет образования вторичной фазы Ba3(VO4)2 в сочетании с подходящим количеством добавки стекла ZPM. В частности, образец с 2 мас. % добавки ZPM (маркированный как BZ20) обладал хорошими диэлектрическими свойствами в микроволновом диапазоне: er = 13,47, Q f = 16272 ГГц (11,18 ГГц), tf = (+)0,4 м.д./Кл. Наше исследование предположил, что эта новая низкотемпературная спеченная система ванадата граната является подходящим кандидатом для применения в микроволновой печи.