Первоначально была получена керамика CoSnNb2O8 со средней диэлектрической проницаемостью. Композиционно-индуцированное фазообразование идентифицировали с помощью рентгеновской дифракции. CoSnNb2O8 тетрагонального типа рутила был получен реакцией SnO2 с промежуточной фазой CoNb2O6. Как диэлектрическая проницаемость εr, так и добротность Q×f первоначально увеличивались с повышением температуры спекания, достигая максимума при температуре около 1225 °C, а затем снижались. Они обсуждались на основе ионной поляризуемости и доли упаковки соответственно. Температурный коэффициент резонансной частоты τf в первую очередь зависел от валентности связи Nb-позиции, а также от искажения кислородных октаэдров. При спекании при 1225 °C керамика CoSnNb2O8 показала оптимальные свойства с εr=31,8, Q×f=43 000 ГГц и τf=35,01 ppm/°C.
Введение
СВЧ-диэлектрическая керамика нашла широкое применение в качестве компонентов мобильных систем и спутниковой связи, работающих на высоких частотах. Хороший диэлектрик должен иметь соответствующую диэлектрическую проницаемость (εr), высокую добротность (Q×f) для улучшения селективности и близкий к нулю температурный коэффициент резонансной частоты (τf) для минимизации дрейфа частоты. [1, 2] В настоящее время разработка керамики с низкой и высокой диэлектрической проницаемостью значительно опережает среднюю (30＜εr＜50) [3] Керамика M2+M4+Nb2O8 (M2+=Mg, Co, Ni, Zn и M4+=Ti, Zr) является привлекательным объектом для исследования материалов и инженерных приложений [4, 5] Сообщалось, что среди этого семейства CoTiNb2O8 имеет высокое значение εr ~ 63,5 и Q×f ~ 25 300 ГГц [4] Его большое значение τf было изменено добавлением Zn1.01Nb2O6, и, кроме того, Q×f было увеличено до 94 700 ГГц. [5] Путем замены Nb на Ta Чжан [6] создал новую керамику CoTiTa2O8 трирутильного типа. Он обнаружил, что связи Ta-O с наибольшей ионностью связи и энергией решетки вносят основной вклад в диэлектрические свойства. Учитывая аналогичные ионные радиусы, большое значение также придавалось замене Ti эквивалентным зарядом Sn. [7] Исходя из этого, Q×f увеличилось с 42 500 ГГц до 69 500 ГГц для ZnTiNb2O8. [8] Что еще более важно, исследование 2019 года показало перспективность получения термостабильной керамики с одной фазой NiSnTa2O8. [9] В научных отчетах указывалось, что замена не только улучшила микроволновые свойства, но и обеспечила реальный доступ к новым диэлектрикам. В этом отношении особый интерес представляли микроволновые диэлектрические свойства керамики CoSnNb2O8. Таким образом, он был подготовлен и обсуждены отношения собственности и структуры.
………………
Выводы
Первоначально была синтезирована микроволновая диэлектрическая керамика CoSnNb2O8. Отношения структура-собственность обсуждались системно. Образец с теоретической плотностью 96,89% имел тетрагональную структуру рутила. В зависимости от температуры εr колебался от 26,7 до 31,8. Q×f было связано с относительной плотностью и долей упаковки. С увеличением валентности связи Nb-позиции и искажением кислородного октаэдра τf смещается в отрицательную сторону. В частности, соединение CoSnNb2O8, спеченное при 1225 °С, показало свойства: εr=31,8, Q×f=43000 ГГц и τf=35,01 м.д./°С.