Керамика Li3Mg2Nb0,96(MxW1-x)0,04O6 (M = Li+, Mg2+, Al3+, Ti4+) была приготовлена методом твердофазной реакции. Характеристики спекания, микроструктура, фазовый состав и микроволновые диэлектрические свойства керамики Li3Mg2NbO6 с эквивалентным замещением ((Li1/5W4/5)5+, (Mg1/4W3/4)5+, (Al1/3W2/3)5+ и (Ti1/2W1/2)5+) в Nb-сайте были исследованы в первую очередь. После спекания при 1150 С в течение 4 ч все образцы были однофазными ортогональной структуры. Из-за разной поляризуемости замещенных ионов изменялась диэлектрическая проницаемость. Замена (MxW1-x)5+ в керамике Li3Mg2Nb0,96(MxW1-x)0,04O6 значительно снизила диэлектрические потери. Коэффициент качества показал аналогичную тенденцию со средней валентностью связи. Кроме того, исследование показало, что замена композитных ионов на основе W оказывает небольшое влияние на значения tf керамики Li3Mg2NbO6.
Введение
В последние годы значительный интерес вызывают недорогие СВЧ-диэлектрики с высокими показателями качества. Диэлектрические материалы СВЧ должны иметь низкую диэлектрическую проницаемость (εr), высокую добротность (Qf) и близкий к нулю температурный коэффициент резонансной частоты (tf) для уменьшения задержки передачи сигнала и сохранения качества сигнала [1-6]. Однако многие типы СВЧ-диэлектрической керамики имеют низкие значения Q f. Поэтому улучшение свойств СВЧ-диэлектрической керамики по-прежнему остается основной исследовательской задачей [7–11]. В последнее время большое внимание уделяется соединениям на основе лития [12-16] благодаря их превосходным свойствам, таким как Li3Mg2XO6 (X = Nb, Ta, Sb), Li2O-MgO-BO2 (B = Ti, Sn, Zr), Li2M2A3O12 (M = Zn, Ca; A = W, Mo) и Li4Ti5O12. Частичная замена ионов Mg2+ или ионов Nb5+ в керамике Li3Mg2NbO6 некоторыми катионами (Ni2+, Ca2+, Mn2+, Zn2+, Co2+, Sb5+, Ta5+, V5+) значительно улучшила свойства керамики Li3Mg2NbO6 [17–23]. В работе [24] с помощью теории химической связи исследована взаимосвязь между структурой решетки и свойствами керамики Li3Mg2NbO6. Кроме того, Ван и Чжан и соавт. [25-27] значительно улучшили добротность керамики Li3Mg2NbO6, заменив Nb5+ с ионами Ti4+, W6+ и Mo6+.
Выводы
Новая керамика Li3Mg2Nb0,96(MxW1-x)0,04O6 (M = Li+, Mg2+, Al3+, Ti4+) была получена методом твердофазной реакции. Результаты рентгенофазового анализа показали, что в пределах диапазона легирования все образцы представляли собой чистые фазовые твердые растворы. СВЧ-диэлектрические свойства в основном зависели от структуры решетки образцов. Исследование показало, что наблюдаемая диэлектрическая проницаемость полностью соответствовала теоретической диэлектрической проницаемости, что указывает на то, что диэлектрическая проницаемость в основном зависит от поляризуемости ионов. Основываясь на результатах расчетов теории комплексной химической связи, тенденция изменения значений Q f соответствовала средней валентности связи. Высокое значение Q f, полученное с помощью LMNTW, было связано с его более высокой средней валентностью связи. Тенденция изменения значений tf противоположна среднему кислородному октаэдрическому искажению.