Керамика (Zn1xMnx)TiTa2O8 (0x0,1) была первоначально приготовлена твердотельным методом. Исследовано влияние ионов Mn2+ на кристаллическую структуру и микроволновые диэлектрические свойства этой трирутильной системы. С помощью порошковой рентгеновской дифракции и анализа микрофотографий СЭМ было установлено, что Mn2+ используется для регулирования процесса фазового превращения между двумя типами рутилоподобных структур (трирутил и иксиолит) с противоположными температурными характеристиками, что позволяет достичь улучшения температурной стабильности в этом случае. система. При легировании 0,08 мол. % Mn2+ состав (Zn0,92Mn0,08)TiTa2O8 показал близкое к нулю значение sf 3,4 ppm/C, при этом диэлектрическая проницаемость составила 40,2, а значение Q f — 31 950 ГГц, что указывает на то, что эта керамическая система была перспективный материал для микроволновых приложений
Введение
В последние десятилетия микроволновые диэлектрические керамические материалы исследовались для использования в компонентах беспроводной связи, таких как резонаторы, антенны, дуплексеры и генераторы. Чтобы использовать их на микроволновых частотах, микроволновые диэлектрические материалы должны обладать высокой диэлектрической проницаемостью (er), высокой добротностью (Q f) и близким к нулю температурным коэффициентом резонансной частоты (sf), которые желательны для минимизации микроволнового контура. составляющая, максимальная интенсивность сигнала и адаптация к изменению температуры окружающей среды [1–6]. И в настоящее время многие из них известны своими превосходными микроволновыми диэлектрическими свойствами. В последнее время большое внимание привлекают тройные системы АО-BO2-C2O5 (A = Zn, Mg, Co, Ni, Mn; B = Ti, Zr; C = Nb, Ta) из-за их хороших диэлектрических свойств [7–12]. Являясь одним из наиболее перспективных диэлектриков для СВЧ-приложений, керамика ZnTiTa2O8 трирутильного типа обладала значительно высокой диэлектрической проницаемостью в сочетании с относительно низкими потерями (er ~ 46,2, Q f ~ 36 700 ГГц, sf ~ +74 ppm/C) [11,12]. Однако керамика ZnTiTa2O8 показала относительно высокие значения sf, что часто ограничивает их практическое применение. Обычно методы получения температурно-стабильных микроволновых диэлектрических материалов представляют собой комбинирование двухкомпонентных материалов с противоположными значениями sf или замещение ионами. По сравнению с первым методом второй метод обычно не разрушает микроволновые диэлектрические свойства образцов [13–15]. Например, при частичной замене Zn2+ на Mn2+ будут получены термостойкие микроволновые диэлектрические материалы Zn0,9-Mn0,1ZrNb2O8 [16]. Представляет интерес исследование влияния замещения Mn2+ на микроволновые диэлектрические свойства керамического ряда ZnTiTa2O8. В данном исследовании исследовалась кристаллическая структура, микроструктура и микроволновые диэлектрические характеристики керамики (Zn1xMnx)TiTa2O8. Значения sf изучались также в зависимости от энергии решетки.
……………
Вывод
Керамика (Zn1xMnx)TiTa2O8, спеченная при 1220°С в течение 3 ч, была успешно синтезирована твердофазным методом. Обсуждается влияние замещения Mn2+ на микроструктуру и микроволновые диэлектрические свойства (Zn1xMnx)TiTa2O8. При х 0,02 образовалась иксиолитовая фаза, которая резко увеличилась. Значения диэлектрической проницаемости и Q f постепенно уменьшались по мере увеличения x, что приводило к появлению иксиолитовой фазы. Значение sf значительно падало с увеличением содержания Mn и энергии решетки. Наконец, для x = 0,08 была получена новая термостабильная керамика.