Надвисокочастотний діелектричний матеріал на основі титанатів барію неодиму та барію самарію

Надвисокочастотний діелектричний матеріал на основі титанатів барію неодиму, що включає ВаСОз, Nd2O3 і ТЮ3, який відрізняється тим, що з метою підвищення температурної стабільності електрофізичних властивостей та зниження діелектричних втрат за рахунок часткового заміщення Винахід відноситься до розробки надвисокочастотних (НВЧ) діелектриків і може бути використаний при виготовленні фільтруючих та генеруючих елементів для пристроїв техніки зв'язку, що працюють в діапазоні 30-2000МГц НВЧ діелектрики повинні характеризуватись високими значеннями діелектричної проникності (є ~ 80-100), низькими діелектричними втратами (tgS-юггц ~ Ю " 3 ) і високою термостабільністю електрофізичних властивостей (ТКЧ~ 10" 6 К" 1 ) в НВЧ діапазоні [1] Використання таких діелектриків при розробці елементної бази фільтруючих пристроїв дозволить зменшити розміри компонентів апаратури НВЧ зв'язку, підвищити и надійність, знизити виробничі і експлуатаційні затрати До складу відомих НВЧ діелектриків на основі титанатів барію лантану входять ВаО, ЬагОз і ТЮг які утворюють тверді розчини типу Ває т хІ_а8+2»'з їі8О54 - аналог [2] Недоліком таких матеріалів є значні діелектричні втрати в НВЧ діапазоні і висока температурна нестабільність електрофізичних властивостей (ТКЧ»10 6 К~ 1 ) (табл 1) Найбільш близьким по технічній суті і досягнутим результатам до винаходу, який заявляється, є НВЧ діелектричні матеріали на основі титанатів барію неодиму, які відносяться до твердих розчи ІОНІВ барію іонами свинцю та кальцію в області ХІМІЧНИХ складів, що відповідає формулі (Ваі у zPbyCaz)6x(NdtSmit)8+2x/3Tii8O54, при 0 < х < 1,5, 0,1 < у < 0,2 і 0,03 < z < 0,1, додатково містить оксиди самарію (БпігОз), свинцю (РЬО) та кальцію (СаО) при такому співвідношенні компонентів (мас %): ВаО 12,5-14,5 ТЮз 34,0-40,0 Nd2O3 20,0-30,0 Sm2O3 10,0-15,0 РЬО 5,0-15,0 СаО 1,0-3,0 нів типу Ba6xNds+2w'3T'H8O54 [3, 4] Діелектричні матеріали на основі титанатів барію неодиму характеризуються більш низькими діелектричними втратами порівняно з діелектриками на основі титанатів барію лантану Але основним недоліком таких матеріалів залишається висока температурна нестабільність електрофізичних властивостей (табл 2) В основу даного винаходу покладено завдання одержати НВЧ діелектрики на основі титанатів барію неодиму, які б поряд з високою температурною стабільністю (ТКЧ~10~ 6 К~ 1 ) характеризувались високим рівнем електричної добротності (Q) Поставлене завдання досягається одночасним ізовалентним частковим заміщенням ІОНІВ неодиму на іони самарію, а ІОНІВ барію на іони свинцю та кальцію у ВІДПОВІДНОСТІ до формули Pb y Ca z ) 6 x(NdtSmi 08+2х/зТіі8О54, 0 < х < 1,5, 0,1 < у < 0,2, 0,03 < z 100х10" 6 К" 1 ), які на два порядки перевищують значення необхідні в техніці НВЧ В ю о о 0 0 ю 58005 той же час титанати барію самарію характеризуються негативними значеннями температурного коефіцієнту ТКЧ (-10 х 10" 6 К" 1 > ТКЧ > -100 х 10" 6 К" 1 ) Тому часткове заміщення ІОНІВ неодиму на іони самарію призводить до зменшення величини ТКЧ Крім того, при частковому заміщенні ІОНІВ барію на іони свинцю та кальцію температурна стабільність електрофізичних властивостей покращуються, при цьому величина ТКЧ змінюється від позитивних до негативних значень, проходячи через нуль Це має важливе значення для технічних застосувань, оскільки для електронних НВЧ схем необхідні температурно стабільні діелектрики з фіксованими незначними як позитивними так і негативними значеннями ТКЧ (ТКЧ~±10 6 К 1 ) Покращання термостабільності електрофізичних параметрів титанатів барію неодиму відбувається за рахунок як утворення твердих розчинів з титанатом барію самарію, що характеризуються протилежним знаком температурного коефіцієнту (ТКЧ