Керамика Li2NiZrO4 с низкими потерями со структурой каменной соли была успешно получена методом твердофазной реакции. Впервые установлена связь между температурой спекания, фазовым составом и диэлектрическими свойствами керамики Li2NiZrO4. Размер зерна постепенно увеличивался, а пористость уменьшалась с повышением температуры спекания. Когда температура спекания превышает 1300°С, зерна аномально растут, а некоторые зерна начинают плавиться. Рентгенограммы свидетельствовали о появлении второй фазы ZrO2 за счет улетучивания лития. Зерна растут аномально, а вторая фаза ZrO2 увеличивает потери керамики Li2NiZrO4. Образцы, спеченные при 1300 °С, обладали лучшими диэлектрическими свойствами: 3r = 12,3, Qf = 20000 ГГц, sf = 23,4 ppm C1, что делает керамику возможным кандидатом для приложений миллиметрового диапазона.
Введение
В связи с быстрым развитием систем беспроводной связи диэлектрическая керамика широко исследуется в качестве резонаторов, диэлектрических подложек и диэлектрических волноводных цепей в современных средствах связи. Он выполняет важную функцию в связи миллиметрового диапазона в качестве материала подложки микроволновых интегральных схем.1 Чтобы удовлетворить спрос быстро развивающегося распространения связи, эти материалы должны иметь подходящую диэлектрическую проницаемость, чтобы соответствовать миниатюризации устройства. Для уменьшения потерь прибора на высоких частотах требуется также максимально большая добротность [2]. В то же время для обеспечения температурной стабильности температурный коэффициент резонансной частоты, близкий к нулю, также требуется.3 В последние годы было широко показано, что смешанная система Li2O-AO-BO2 (A = Mg, Zn и Ni; B = Ti, Zr и Sn) вполне подходит для микроволновой связи. Из этой микроволновой диэлектрической керамики литийсодержащая керамика Li2-MgTiO4 принята в качестве идеального микроволнового диэлектрического материала, который является подходящим кандидатом для миниатюризации и интеграции компонентов.4–6 Li2MgTiO4 с микроволновыми диэлектрическими характеристиками 3r = 15,07, Qf = 97629 ГГц (на частоте 8,2 ГГц) и sf = 3,81 ppm C1 сообщалось Паном и др.7. Кроме того, Zhang et al. исследовал фазовый состав керамики (1 x)Li2TiO3-xNiO (0 # x # 0,5) и получил превосходные диэлектрические характеристики в микроволновом диапазоне: 3r = 19, Qf = 62252 ГГц и sf = 1,65 ppm C1 для x = 0,2,8. Исследована керамическая система АО. Ма и др. показали влияние добавки ZnO на микроволновые диэлектрические характеристики керамики Li2ZrO3 и получили микроволновые диэлектрические характеристики керамики 0,7Li2ZrO3-0,3ZnO: 3r = 14,8, Qf = 26800 ГГц и sf = 1 ppm C1. 9 Би и др. сообщили микроволновые диэлектрические характеристики керамики Li2MgZrO4: 3r = 12,30, Qf = 40900 ГГц, кроме того, sf = 12,31 ppm C1 при спекании при 1175 °C в течение 4 ч.10 Cheruku et al. впервые синтезировали материалы Li2NiZrO4 с LiNO3, Ni(NO3)2$6H2O, ZrN2O7 и C6H6O7 методом сжигания раствора в фазово чистой нанокристаллической форме. Они обнаружили, что электрическая релаксация по существу не является дебаевской и не зависит от температуры. Этот материал обладает значительной проводимостью при комнатной температуре и является возможным кандидатом в качестве электродного материала в твердотельных батареях.11,12 Тем не менее, нет никаких сообщений о микроволновых диэлектрических характеристиках материалов Li2NiZrO4. В настоящей работе исследованы температура спекания, плотность, а также микроволновые диэлектрические свойства керамики Li2NiZrO4. Кроме того, исследована взаимосвязь, существующая между фазовым составом, температурой спекания, микроструктурой и микроволновыми диэлектрическими характеристиками керамики Li2NiZrO4.
……………………
Вывод
Керамика Li2NiZrO4 была успешно получена методом твердофазной реакции. Исследованы фазовый состав, микроструктура и микроволновые диэлектрические свойства керамики Li2NiZrO4. При температуре спекания выше 1300 °С вторая фаза ZrO2 формировалась за счет улетучивания лития. 3r зависит от вторых фаз и плотности. 3r постепенно увеличивается с ростом плотности при температуре спекания в диапазоне 1250–1325 °С. При достижении температуры спекания 1350 °С вторая фаза ZrO2 оказывает значительное влияние на 3r. Значение Qf в первую очередь ограничивалось микроструктурой и второй фазой. Образцы, спеченные при 1300 °С, показали оптимальные диэлектрические характеристики: 3r = 12,3, Qf = 20 000 ГГц, sf = 23,38 ppm C1, что сделало керамику перспективной для применения в миллиметровом диапазоне.