В настоящей работе новая керамика MgAl2Ti3O10 была получена с использованием традиционного метода твердотельной реакции. Рентгеноструктурный анализ и энергодисперсионный спектрометр показали, что основная фаза MgAl2Ti3O10 образовалась после спекания при 1300–1450 °С. При повышении температуры спекания с 1300 до 1450 °С объемная плотность (ρ), относительная диэлектрическая проницаемость (εr) и величина Q×f сначала увеличивались, достигая максимальных значений (3,61 г/см3, 14,9 и 26450 ГГц), а затем уменьшилось. Температурный коэффициент частоты резонатора (τf ) показал незначительное изменение в отрицательном диапазоне от -94,6 до -83,7 ppm/°C. При температуре спекания 1400 °C керамика MgAl2Ti3O10 продемонстрировала наилучшие микроволновые диэлектрические свойства с Q×f=26450 ГГц, εr=14,9 и τf=-83,7 ppm/°C.
Введение
С быстрым развитием мобильной связи резко возрастают требования к электронным устройствам с высокой частотой, легким весом и низкой стоимостью. Для выполнения вышеуказанных требований к СВЧ-компонентам необходимы низкая диэлектрическая проницаемость, высокое значение Q×f и близкое к нулю значение τf [1–5]. Хорошо известно, что микроволновые диэлектрические материалы выполняют функции разделения, передачи и резонанса в цепи [6–8]. В последние годы были исследованы многие керамические системы с хорошими микроволновыми диэлектрическими свойствами, такие как Ba(X, Y)O3 (X = Zn, Mg, Y = Nb, Ta) [9], (Zr, Sn)TiO4 [10]. ] и BaO–TiO2 [11], но высокая стоимость сырья ограничивала их дальнейшее применение. Кагата и др. В работе [12] сообщается, что тройная система состава Al2O3–MgO–ReOx (Re: редкоземельный элемент) имеет низкую диэлектрическую проницаемость и близкое к нулю значение τf. Тем не менее, дорогое сырье также ограничивало его коммерческое применение. Таким образом, все больше работ сосредоточено на поиске новых систем материалов с низкой стоимостью сырья. Бридж и др. [13] сообщили, что керамическая система MgO–Al2O3–TiO2 демонстрирует низкую стоимость сырья, которое было наиболее распространенным микроволновым материалом, используемым в керамической упаковке. Кордиеритовая керамика с низкой диэлектрической проницаемостью и диэлектрическими потерями, высокой химической и термической стабильностью соответствует направлениям миниатюризации, поэтому в последние годы широко исследуются и применяются все новые и новые керамические материалы [14–16]. В данной работе керамика MgAl2Ti3O10 была получена традиционным методом твердофазной реакции (ТТР). Кроме того, изучались фазовый состав, микроструктура и микродиэлектрические свойства керамики.
Вывод
Керамика MgAl2Ti3O10 была приготовлена традиционным методом SSR. Образовалась основная фаза MgAl2Ti3O10 с небольшим количеством TiO2 и Al2O3. При достижении температуры спекания 1400 °С керамика MgAl2Ti3O10 проявляла высокую кристалличность и равномерную зернистость. При повышении температуры спекания значения εr, Q×f и τf керамики MgAl2Ti3O10 соответствуют законам изменения насыпной плотности.