Малообжиговая и температуростойкая микроволновая диэлектрическая керамика Ba 2LnV 3 O11 (Ln = Nd, Sm) была приготовлена по твердофазной реакции. Рентгеновская дифракция (XRD) и сканирующая электронная микроскопия (SEM) использовались для исследования фазовой чистоты, кристаллической структуры, поведения при спекании и микроструктуры. Рентгенограммы показали, что керамика Ba 2LnV 3 O11 (Ln = Nd, Sm) относится к моноклинной кристаллической системе с пространственной группой P2 1/c во всем диапазоне температур спекания (800-900 o C). Обе керамики хорошо уплотнялись при 880 o C в течение 4 часов с относительной плотностью выше 96%. Образцы Ba 2LnV 3 O11 (Ln = Nd, Sm), спеченные при 880 oC в течение 4 ч, показали отличные микроволновые диэлектрические свойства: r = 12,05, Q×f = 23 010 ГГц, f = –7,7 ppm/oC и = 12,19, Q×f = 27 120 ГГц, f = –16,2 ppm/°C соответственно. Кроме того, керамика Ba 2LnV 3 O11 (Ln=Nd, Sm) хорошо поддается совместному обжигу с серебряным электродом при 880 oC.
1. Введение
Микроволновые диэлектрические устройства широко используются в диэлектрических резонаторах, диэлектрических фильтрах, диэлектрических антеннах и т. д.1, 2 В последние несколько десятилетий быстрое развитие беспроводной связи, такой как спутниковое вещание, радиолокационные ретрансляторы, беспроводные системы of Things (IoT) привело к обширным исследованиям микроволновой диэлектрической керамики с высокими характеристиками. 3 - 6 Для практических применений крайне необходимы соответствующая относительная диэлектрическая проницаемость (r), близкий к нулю температурный коэффициент резонансной частоты (f) для термической стабильности и высокий коэффициент качества (Q×f) для частотной избирательности. 7 - 1 0 Кроме того, чтобы удовлетворить быстро растущий спрос на миниатюризацию и интеграцию, технология низкотемпературного совместного обжига керамики (LTCC) привлекла значительное внимание и получила широкое развитие. Технология LTCC стала важным шагом в производстве интегральных схем. Для применений LTCC диэлектрические материалы для микроволнового излучения в первую очередь должны иметь низкие температуры спекания для совместного обжига с обычно используемыми металлами с высокой проводимостью (например, 960 °C для Ag и 1083 °C для Cu). 1 1 - 1 4

В последнее время сообщалось о большом количестве диэлектрических материалов, не содержащих стекла, для низкотемпературного микроволнового воспламенения. Большинство из них основано на системах материалов с легкоплавкими компонентами, например, BiVO 4 , 15 BaCaV 2 O 7 , 1 6 Ca 5Ni 4(VO 4 ) 6 , 1 7 Mg 2SiO 4 . 18 В последние десятилетия сообщалось о хороших микроволновых диэлектрических свойствах некоторых ванадатных керамик на основе Ln. 1 9 -21 Например, керамика NdVO 4, спеченная при 1160 oC в течение 4 часов, обладала превосходными микроволновыми диэлектрическими свойствами: В работе охарактеризованы микроволновые диэлектрические свойства соединений в тройных вандатах BaO -Ln 2 O 3 - V 2 O 5 . Среди них Ba 2LaV 3 O11 привлек большое внимание в последние годы из-за его превосходных микроволновых диэлектрических свойств (r = 12,8, Q×f = 31 800 ГГц и f = –14,0 ppm/oC) и низкой температуры спекания ( 840°С). 2 2 Мы также обнаружили, что керамика Ba 2BiV 3 O11 может уплотняться при 870 oC и обладает хорошими диэлектрическими свойствами в микроволновом диапазоне с r = 14,2, Q×f = 68 700 ГГц и f = –81,0 ppm/oC. 2 3 Это побуждает нас исследовать, обладают ли другие соединения в системе Ba 2LnV 3 O11 хорошими микроволновыми диэлектрическими свойствами. Поэтому в данной работе была приготовлена керамика Ba 2LnV 3 O11 (Ln = Nd, Sm) с попыткой разработать новую низкотемпературную керамику. Исследованы микроструктуры и микроволновые диэлектрические свойства. Их химическая совместимость с серебром (Ag) также была исследована.
………………………………
4. Выводы
 Эта работа показала, что в процессе низкотемпературного спекания можно получить одну фазу Ba 2LnV 3 O11 (Ln = Nd, Sm). Рентгеноструктурный анализ показал, что керамика Ba 2LnV 3 O11 (Ln = Nd, Sm) относится к моноклинной системе с пространственной группой P2 1/c во всем диапазоне температур спекания. Керамика Ba 2LnV 3 O11 (Ln=Nd, Sm) хорошо уплотнялась при температуре 880 oC с относительными плотностями выше 96%. Образцы Ba 2LnV 3 O11 (Ln = Nd, Sm), спеченные при 880 oC в течение 4 ч, показали превосходные диэлектрические свойства в микроволновом диапазоне: r = 12,05 и 12,19, Q×f = 23 010 ГГц и 27 120 ГГц, f = –7,7 ppm/ oC и -16,2 ppm/oC соответственно. Кроме того, керамика Ba 2LnV 3 O11 (Ln = Nd, Sm) может быть подвергнута совместному обжигу с серебряным электродом при температуре 880 oC. Все результаты показывают, что керамика Ba 2LnV 3 O11 (Ln = Nd, Sm) является подходящим материалом для применения в LTCC.