Новая серия керамики MLa2WO7(M=Sr, Ba) была приготовлена традиционным методом твердофазной реакции. Были систематически исследованы характеристики спекания, кристаллические структуры, микроморфология и микроволновые диэлектрические характеристики систем. Рентгеновская дифракция (XRD) и уточнение Ритвельда показывают, что керамика SrLa2WO7(SLW) и BaLa2WO7(BLW) имеет моноклинную структуру с пространственной группой Fdd (№ 14). Керамика SLW и BLW имеет высокую относительную плотность (более 94%). Керамика SLW, спеченная при 1400 °C, продемонстрировала хорошие диэлектрические характеристики в микроволновом диапазоне с Ɛr = 23,2, Q×f = 29 720 ГГц, τf = -127 ppm/°C, а керамика BLW, спеченная при 1300 °C, имела превосходные свойства Ɛr = 25,3, Q×f = 36 473 ГГц, τf =-108 ppm/°C. Эти результаты показывают, что керамика MLa2WO7(M = Sr, Ba) может быть кандидатом в микроволновые устройства.
Введение
При бурном развитии мобильной связи диэлектрические материалы СВЧ должны быть миниатюрными, дешевыми, высокоэффективными, нетоксичными и т. д. [1–5]. Кроме того, применение материалов для микроволнового излучения должно требовать трех основных характеристик: соответствующей относительной диэлектрической проницаемости (Ɛr) для удовлетворения приложений в различных диапазонах частот, высокого коэффициента качества (Q ×f) для снижения потерь мощности и почти нулевой температуры. коэффициент резонансной частоты (τf) для обеспечения температурной стабильности устройств [6–10]. В настоящее время применение СВЧ-диэлектрических материалов становится все более обширным в военном и коммерческом плане; материалы широко применяются в системах связи, особенно для телекоммуникаций пятого поколения (5G), характеристиками которых является высокая скорость передачи [11, 12]. Поэтому, чтобы лучше адаптироваться к приливу технологий новой эры 5G, исследователям необходимо изучить улучшение свойств материалов, например, с помощью различных методов подготовки (метод золь-гель, метод спекания в горячем прессе, метод плазменного напыления), добавления различных добавок для спекания (B2O3,MnO2,V2O5) и открывать новые материалы для замены исходных материалов для удовлетворения потребностей продуктов. Исследователи обращали внимание на керамику на основе титана, молибдена, ванадия, кремния, германия и вольфрама для улучшения микроволновых диэлектрических свойств. В частности, керамика на основе вольфрама показала хорошие микроволновые диэлектрические свойства, поскольку W6+ имеет хорошую ионную поляризацию полиэдра [W-O]. Например, Себастьян и др. [13] сообщили, что керамика Sr2La2MgW2O12, спеченная при 1525 °C, имела микроволновые диэлектрические характеристики Ɛr = 24,7, Q×f = 35 000 ГГц и τf = −83 ppm/°C, но высокая температура спекания ограничивала ее дальнейшее коммерческое применение. Керамика La6Mg4A2W2O24 (A=Ta и Nb) обладала микроволновыми диэлектрическими свойствами Ɛr=25,2, Q×f=13600 ГГц и τf=−45 ppm/°C для керамики La6Mg4Ta2W2O24, спеченной при 1350 °C, и Ɛr=25,8, Q× f=16400 ГГц, τf=-56 ppm/°C для керамики La6Mg4Nb2W2O24, спеченной при 1400°C; однако дороговизна сырья (Nb2O5 и Ta2O5) препятствовала их дальнейшему применению [14]. Поэтому, чтобы найти материал на основе вольфрама с лучшими диэлектрическими характеристиками для микроволнового излучения, была разработана керамика MLa2WO7(M=Sr, Ba). Кроме того, были исследованы характеристики спекания, фазовая структура, микроструктура и диэлектрические характеристики керамики в микроволновом диапазоне.
Выводы
В данной работе керамика MLa2WO7(M=Sr, Ba) была приготовлена традиционным методом твердофазной реакции. Керамика MLa2WO7(M = Sr, Ba) относится к моноклинной структуре. Плотность образцов имела тесную связь с относительной диэлектрической проницаемостью и значением добротности. Керамика SLW продемонстрировала хорошие диэлектрические характеристики в микроволновом диапазоне с Ɛr = 23,2, Q × f = 29 720 ГГц, τf = -127 ppm/°C. Керамика BLW обладала превосходными микроволновыми диэлектрическими свойствами: Ɛr = 25,3, Q×f = 36 473 ГГц, τf = -108 ppm/°C. В следующей работе было добавлено соответствующее количество CaTiO3, чтобы подогнать температурный коэффициент резонансной частоты керамики MLa2WO7(M = Sr, Ba) почти к нулю.