Новая высокодобротная микроволновая диэлектрическая керамика Ca3Al2(GeO4)3 была приготовлена традиционным методом твердофазной реакции. Рентгенограммы (РД) и энергодисперсионный спектрометр (ЭДС) показали, что керамика представляет собой единую гранатовую фазу с параметрами a=b=c=12,11845(16)Å, V=1779,625(69) Å3 и Z= 8. При повышении температуры спекания с 1250 °С до 1350 °С значения объемной плотности (ρ), относительной диэлектрической проницаемости (εr) и добротности (Q×f) сначала возрастали, достигали максимального значения, а затем уменьшались. Температурный коэффициент частоты резонатора (τf) незначительно изменялся в небольшом отрицательном диапазоне от -15 до -22 ppm/°C. Керамика Ca3Al2(GeO4)3, спеченная при 1325°C, продемонстрировала наилучшие диэлектрические свойства в микроволновом диапазоне: εr = 7,6, Q×f = 104 100 ГГц и τf = -15 ppm/°C, показывая, что она является хорошим кандидатом для микроволновых устройств с низкие диэлектрические потери.
Введение
СВЧ-диэлектрическая керамика используется в цепях в качестве диэлектрических материалов, выполняющих одну или несколько функций в микроволновом диапазоне частот (в основном в диапазонах УВЧ, СВЧ, от 300 МГц до 300 ГГц). С быстрым развитием мобильной связи и современных электронных устройств, а также с наступлением эры связи 5G исследованиям микроволновой диэлектрической керамики уделяется все больше и больше внимания, что несет бесконечную надежду на будущие микроволновые устройства, такие как электронные средства противодействия, навигация, связь. , радары, домашние спутниковые телеприемники и мобильные телефоны [1-4]. Для микроволновой диэлектрической керамики низкая относительная диэлектрическая проницаемость уменьшит отражение на границе между воздухом и диэлектриком, сведет к минимуму перекрестную связь с проводниками и уменьшит время, необходимое для электронного преобразования сигнала для достижения низкой задержки [5-8]. В последние годы исследователи разработали большое количество керамики с превосходными диэлектрическими свойствами для микроволнового излучения, такие как Sr2Al2Si2O7 [9], CaAl2Si2O8 (анортит) [10], α-Zn2P2O7 [11] и ZnAl2O4 [12]. Эти керамики обладают низкой относительной диэлектрической проницаемостью, но низкие значения Q×f и большие значения τf также ограничивают их дальнейшее коммерческое применение. Поэтому многие работы сосредоточены на исследовании новых материалов с высокой добротностью и близким к нулю τf. В настоящей работе керамика Ca3Al2(GeO4)3 была разработана и изготовлена методом твердофазной реакции. Кроме того, систематически изучались фазовая структура, микроструктура, поведение при спекании и микроволновые диэлектрические свойства керамики.
…………
Выводы
Керамика Ca3Al2(GeO4)3 синтезирована традиционными твердофазными методами. Керамика содержала одну фазу Ca3Al2(GeO4)3 с параметрами a=b=c=12,11845(16)Å, V=1779,625(69) Å3 и Z=8. Керамика Ca3Al2(GeO4)3 спекалась при 1325°С. C показал низкую объемную плотность 4,06 г/см3 и хорошие диэлектрические свойства для микроволнового излучения εr = 7,6, Q×f = 104 100 ГГц и τf = -15 частей на миллион/°C. Низкая объемная плотность, малое εr, высокие значения Q×f и маленькое τf показали, что Ca3Al2(GeO4)3 является хорошим кандидатом для устройств 5G с высокими требованиями.