Ce0,75Y0,25O1,875, новая микроволновая диэлектрическая керамика, которая показала высокие показатели качества и стабильный температурный коэффициент резонансной частоты, была успешно получена методом твердофазной реакции. После этого были исследованы поведение при спекании, кристаллическая структура и микроволновые диэлектрические свойства новой керамики. Керамика Ce0,75Y0,25O1,875 представляла собой одну фазу, индексированную как структура CeO2, которая принадлежала к пространственной группе Fm-3m (225) кубической системы. Размер зерна керамики Ce0,75Y0,25O1,875 был рассчитан для оценки роста зерна. Диэлектрическая проницаемость (εr) керамики Ce0,75Y0,25O1,875, которая могла отражать микроволновые диэлектрические свойства, находилась в зависимости от относительных плотностей. Значения Q × ƒ, которые можно объяснить долей упаковки и размером зерна, были дополнительно исследованы. Температурный коэффициент резонансной частоты (τƒ) керамики Ce0,75Y0,25O1,875 был связан с диэлектрической проницаемостью. Отличные микроволновые диэлектрические свойства новой керамики Ce0,75Y0,25O1,875 составили εr = 19,75, Q × ƒ = 96600 ГГц, τƒ = -22,53 ppm/°C.
Введение
Оксид церия (CeO2), являющийся отличным модификатором для улучшения микроволновых диэлектрических свойств, привлекал внимание многих исследователей [1–5]. В 2002 г. сообщалось о керамике CeO2 с εr = 24, Q × ƒ = 57000 ГГц, τƒ = −104 ppm/°C. Из-за больших отрицательных значений τƒ Kim et al. изучали корректировку значений τƒ TiO2 для получения температуростойкой микроволновой диэлектрической керамики за счет использования CeO2 [1]. Кроме того, добавка CeO2 также может быть использована для оптимизации фазового состава или роста зерен керамики с целью улучшения диэлектрических характеристик микроволнового излучения [2–5]. Для оптимизации роста зерен свойства керамики Ca0,6La0,8/3(Sn0,02Ti0,98)O3, Na1/2Sm1/2TiO3 и Mg2TiO4 были улучшены добавкой CeO2 [2–4]. В 2018 году сообщалось, что свойства керамики LaGaO3-SrTiO3 улучшаются за счет добавки CeO2, поскольку вторичная фаза эффективно подавляется [5]. Очевидно, что CeO2 был эффективной добавкой для улучшения микроволновых диэлектрических свойств. Поэтому было действительно необходимо наладить исследования керамики CeO2 и ее микроволновых диэлектрических свойств. В 2010 году сообщалось о керамике CeO2 с замещением ионами редкоземельных элементов, сопровождаемой анализом предела твердого раствора и микроволновых диэлектрических свойств [6]. Однако характеристики Y-замещенной керамики CeO2 были неудовлетворительными, которые еще не были глубоко изучены. В этой статье сообщалось о керамике Ce0,75Y0,25O1,875, которая была успешно синтезирована с использованием иона Y для замены иона Ce, с более высокими значениями Q и лучшими значениями τƒ. Кроме того, были также дополнительно изучены кристаллическая структура, рост зерен и микроволновые диэлектрические свойства.
……………
Заключение. Был успешно получен новый тип микроволновой диэлектрической керамики Ce0,75Y0,25O1,875 с низкой диэлектрической проницаемостью, которая представляет собой термостабильную микроволновую керамику с высокими значениями Q × ƒ. Керамика Ce0,75Y0,25O1,875 имела структурные характеристики, сходные с CeO2, а объем их элементарной ячейки был зависим от температуры спекания. Температурная зона от 1400°С до 1500°С подходила для процесса спекания, а размер зерна достигал максимума при 1475°С. Значение εr зависело от относительной плотности и не сильно менялось в подходящем диапазоне температур спекания. Также не сильно изменились значения τƒ, связанные с диэлектрической проницаемостью. Значения Q × ƒ, на которые влияют размер зерна и доля упаковки, имели максимальное значение (96600 ГГц) при 1475 °С.