نویسنده
استادیار، پژوهشگاه مواد و انرژی
چکیده
سرامیکهای دی الکتریک مایکروویو در دستگاه ها و سیستم های مورد استفاده در فرکانسهای مایکروویو برای مثال تلفن های همراه و سیستم های مخابرات ماهواره ای بکار میروند. ترکیب 0.88Ba([Zn0.6Co0.4]1/3,Nb2/3)O3?0.1Ba(Ga1/2Ta1/2)O3?0.02BaZrO3 (BZCN-BGT-BZ) از طریق روش معمول ساخت سرامیکها یعنی آسیاب مخلوط پودرهای اولیه ، کلسینه کردن مخلوط، آسیاب مجدد و سینتر قرص های پرس شده در دماهای مختلف تهیه شدند تا بتوان تأثیر دمای سینتر بر روی ریز ساختار و خواص دی الکتریکی را بررسی نمود. نتایج نشان داد که افزایش دمای سینتر باعث افزایش دانسیته میگردد و در C 1500 بالاترین دانسیته مشاهده شد. فاکتور کیفیت (Qf) نیز با بالا رفتن دمای سینتر افزایش پیدا کرد و در C 1500 بالاترین مقدار فاکتور کیفیت (Qf)، GHz16،000 مشاهده شد. افزایش در Qf در اثر افزایش دمای سینتر ارتباط با افزایش دانسیته دارد. این افزایش را نمی توان به ارتقاء نظم در شبکه یا حضور سوپر ساختار در شبکه نسبت داد زیرا که پیک سوپر ساختار در الگوی پراش اشعه X مشاهده نشد. علاوه بر این احتمال وجود سوپر ساختار توسط بررسی اعوجاج در شبکه و بررسی تغییرات نسبت c/a (پارامترهای شبکه هگزاگونال سوپرساختار)، منتفی شد.
کلیدواژه‌ها
عنوان مقاله [English]
The effect of sintering temperature on microstructure and microwave dielectric properties of 0.88Ba([Zn0.6Co0.4]1/3,Nb2/3)O3–0.1Ba(Ga1/2Ta1/2)O3–0.02BaZrO3 ceramics
نویسنده [English]
- K. Asadian
Materials and Energy Research Center
چکیده [English]
Microwave dielectric ceramics are extensively used in systems utilized at microwave frequencies for example mobile telephone and satellite devices. In this study ceramics with 0.88Ba([Zn0.6Co0.4]1/3,Nb2/3)O3–0.1Ba(Ga1/2Ta1/2)O3–0.02BaZrO3 composition were prepared through the conventional ceramic processing; i.e. mixing and milling of the starting powders, calcination at 1100°C, second milling and sintering of pressed samples at different temperatures. The study showed that increasing sintering temperature resulted in an increase in density so that the highest density was observed at 1500°C. There was also an increase in quality factor (Q´f) when sintering temperature was increased; Q´f was about 16,000 GHz at 1500°C. The increase in quality factor is mainly due to the increase in density. Since superlattice reflections were not observed in XRD spectrum, the increase in quality factor can not be related to an increase in ordering degree. The presence of ordering can also be evaluated by changes in c/a ratio (c and a are lattice parameters of the hexagonal superlattice structure) and changes in lattice distortion. None of these two methods were able to show the existence of ordering.
کلیدواژه‌ها [English]
- electroceramics
- microwave dielectrics
- Perovskite
- Sintering
- Microstructure
- Quality factor
- Jinga, S.I., Stoleriu, S., and Busuioc, C., Microwave dielectric properties of Ba (Zn1/3Ta2/3)O3 ceramics doped with Nb2O5, MnO2 or V2O3, Materials Research Bulletin. 47[11] (2012) 3713-3718.
- Wersing, W., Microwave Ceramics for Resonators and Filters, Current Opinion in Solid State & Materials Science. 1[5] (1996) 715-731.
- S. Kawashima, S., Nishida, M, Ueda, I, Ouchi, H, Ba(Zn1/3Ta2/3)O3 Ceramics with Low Dielectric Loss at Microwave Frequencies, Journal of the American Ceramic Society. 66 (1983) 421-423.
- Davies, P.K., Tong, J., Negas, T, Effect of Ordering-Induced Domain Boundaries on LowLoss Ba(Zn1/3Ta2/3)O3 - BaZrO3 Perovskite Microwave Dielectrics, Journal of the American Ceramic Society. 80[7] (1997) 1727-1740.
- Scott, R.I., Thomas, M, and Hampson, C, Development of Low Cost, High Performance Ba(Zn1/3Nb2/3)O3 Based Materials for Microwave Resonator Applications, Journal of the European Ceramic Society. 23 (2003) 2467-2471.
- Brixner, L.H., Preparation and Structure Determination of Some New Cubic and Tetragonally-Distorted Perovskites, Journal of Physical Chemistry. 64 (1960) 165-166.
- Chen, J., Chan, H., Harmer, M.P., Ordering Structure and Dielectric Properties of Undoped and La/Na-doped Pb(Mg1/3Nb2/3)O3, Journal of the American Ceramic Society. 72[4] (1989) 593-598.
- Yue, Z., Zhao, F., Zhang, Y., Gui, Z., Li, L., Microwave dielectric properties of Ba[(Zn1- xCox)1/3Nb2/3]O3 ceramics, Materials Letters. 58[12-13] (2004) 1830-1834.
- Reaney, R.I, Iqbal, Y., Zheng, H., Feteira, A., Hughes, H., Iddles, D., Muir, D., Price, T., OrderDisorder Behavior in 0.9 Ba ([Zn0.6Co0.4]1/3Nb2/3) O3-0.1Ba (Ga0.5Ta0.5) O3 Microwave Dielectric Resonators, Journal of the European Ceramic
Society. 25 (2005) 1183-1189. - Tamura, H., Konoike, T., Sakabe, Y., Wakino, K., Improved High-Q Dielectric Resonator with Complex Perovskite Structure, Journal of the American Ceramic Society. 67 (1984) C-59-C-61.
- Cullity, B.D., Elements of X-Ray Diffraction, Addison-Wesley Publishing Company. (1978) 350-368.
- Hakki, B.W., and Coleman, P.D., A Dielectric Resonator Method of Measuring Inductive Capacitance in the Millimeter Range, IRE Transactions on Microwave Theory and Technology. 8 (1960) 402-410.
- JCPDS File Card No. 039-1474.
- Galasso, F., and Pyle, J., Ordering in Compounds of the O)TaB(A 367.033.0 Type, Inorgnic Chemistry. 2 (1963) 482- 484.
- O’Bryan, H.M., Microwave Loss Quality of BaZn1/3Ta2/3O3 Ceramics, Journal of the American Ceramic Society. 68[10] (1985) 546-551.
- Noh, S.Y., Yoo, M.J., Nahm, S., Choi, C.H., Park, H.M., Lee, H.J., Effect of Structural Changes on the Microwave Dielectric Properties of Ba(Zn1/3Nb2/3)O3 Ceramics, Japanese Journal of
Applied Physics, 2002, Part 1, Regular Papers and Short Notes and Review Papers. 41(5 A), 2978- 2981.
)