Твердофазным путем синтезирована новая термостабильная керамика Li3Mg2NbO6-0,1TiO2 (LMNT), легированная стеклом Li2O-B2O3-Bi2O3-SiO2 (LBBS). Температура спекания LMNT-керамики, легированной стеклом LBBS, может быть эффективно снижена до 900 °C. Экспериментальные результаты показали, что добавление стекла LBBS может помочь улучшить значения Q×f при смещении значений τf в отрицательном направлении. В частности, 1 мас.% LBBS-керамики LMNT, легированной стеклом, спеченной при 900 °C в течение 4 часов, обладал превосходными микроволновыми диэлектрическими свойствами: εr=16, Q×f=42648 ГГц, τf=-1ppm/°C, что потенциально LTCC-приложения.
Введение
Диэлектрические материалы способствовали быстрому развитию систем связи, включая мобильную связь и спутниковое вещание. В последние годы было проведено много работ по поиску подходящей диэлектрической керамики и новых технологий, удовлетворяющих требованиям миниатюризации и интеграции. Одним из решений является технология низкотемпературной керамики с совместным обжигом (LTCC), позволяющая комбинировать многослойные и высокопроводящие внутренние электродные металлы, такие как серебро и медь [1]. Для практического применения диэлектрические материалы для ТПК должны иметь низкую температуру спекания (ниже 960°С) [2-4]. В предыдущих работах низкотемпературное спекание достигалось добавлением стеклянных фритт, таких как ZnO-B2O3-SiO2, ZnO-P2O5-MnO2 и B2O3-CuO [5-8]. Недавно Юань и соавт. сообщили, что керамика Li3Mg2NbO6 показала хорошие диэлектрические свойства: εr=16,8, Q×f=79643 ГГц, τf=-27,2 ppm/°C при спекании при 1250 °C [9]. Однако высокая температура спекания не позволяет применять LTCC. Чжан и др. удалось снизить температуру спекания керамики Li3(Mg0,92Zn0,08)2NbO6 до 925 °C путем добавления 0,5 мас.% 0,17Li2O-0,83V2O5 [10]. Впоследствии Чжан и соавт. сообщили, что керамика Li3Mg2NbO6, спеченная при 875 °C, сохраняла превосходные диэлектрические свойства εr=14,89, Q×f=86720 ГГц, τf=-15,46 ppm/°C при легировании стеклом Li2O-B2O3-SiO2 с концентрацией 1 мас.% [11]. Однако все вышеперечисленные имеют неадекватное отрицательное значение τf. Рутил TiO2 широко использовался для компенсации отрицательного τf за счет большого положительного τf (+465 ppm/°C) [12, 13]. В данной работе мы выбрали TiO2 для компенсации τf для системы Li3Mg2NbO6-TiO2 (LMNT). И затем мы выбрали стекло Li2O-B2O3 Bi2O3-SiO2 (LBBS), чтобы снизить температуру спекания. Было исследовано влияние стекла LBBS на спекание, микроструктуру и микроволновые диэлектрические свойства керамики LMNT.
……
Выводы
В данной работе керамика Li3Mg2NbO6-0,1TiO2 (LMNT), легированная стеклом Li2O-B2O3-Bi2O3-SiO2 (LBBS), была синтезирована по обычному твердофазному реакционному пути. Было исследовано влияние стекла LBBS на характеристики спекания, микроструктуру и микроволновые диэлектрические свойства керамики LMNT. В частности, 1 мас. Керамика LMNT, легированная стеклом, % LBBS, спеченная при 900 °C в течение 4 часов, обладала превосходными микроволновыми диэлектрическими свойствами: εr=16, Q×f=42648 ГГц, τf=-1 ppm/°C, проявляя потенциал для термостабильных приложений.