Разработка микроволновых керамических высокодобротных материалов с управляемыми свойствами

• Автор: Дамбис, Мария Карловна
• Шифр специальности: 05.09.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 109 с. : ил.

ГЛАВА 1. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ РЕЗОНАТОРОВ И МЕТОДЫ ИХ СИНТЕЗА

1.1. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ РЕЗОНАТОРОВ

1.2. УПРАВЛЕНИЕ СВОЙСТВАМИ МИКРОВОЛНОВОЙ КЕРАМИКИ НА ОСНОВЕ ПОЛИТИТАНАТОВ БАРИЯ

1.2.1. Замещение различными редкоземельными элементами бария и титана

1.2.2. Замещение бария элементами второй группы

1.2.3. Легирование висмутом

1.2.4. Введение легирующих добавок сверхстехеометрии

1.3. МЕТОДЫ СИНТЕЗА КЕРАМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

1.4. ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ МИКРОВОЛНОВЫХ КЕРАМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ С ВЫСОКОЙ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

ПРОНИЦАЕМОСТЬЮ

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

ГЛАВА 2. РЕКРИСТАЛЛИЗАЦИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
2.1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РЕКРИСТАЛЛИЗАЦИИ КЕРАМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
2.2. МЕТОДЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ РЕКРИСТАЛЛИЗАЦИИ
2.3. МОДЕЛИРОВАНИЕ РЕКРИСТАЛЛИЗАЦИИ КЕРАМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
ГЛАВА 3. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ОПЫТНЫХ КЕРАМИЧЕСКИХ ОБРАЗЦОВ
3.1. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОПЫТНЫХ КЕРАМИЧЕСКИХ ОБРАЗЦОВ
3.2. ИССЛЕДОВАНИЕ МИКРОСТРУКТУРЫ МАТЕРИАЛОВ
3.3. МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЯ МИКРОВОЛНОВЫХ ПАРАМЕТРОВ ....46 КЕРАМИЧЕСКИХ ОБРАЗЦОВ
3.4. ИЗМЕРЕНИЕ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ НА ВЫСОКИХ ЧАСТОТАХ
3.5. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ
ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1. ПЛОТНОСТЬ СИНТЕЗИРОВАННЫХ КЕРАМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
4.2. МИКРОСТРУКТУРА КЕРАМИЧЕСКИХ ОБРАЗЦОВ
4.3. КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ ЭЛЕМЕНТОВ МОРФОЛОГИИ МИКРОСТРУКТУРЫ МАТЕРИАЛОВ
4.4. МИКРОВОЛНОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КЕРАМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
4.5. ДИЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОНИЦАЕМОСТЬ МАТЕРИАЛОВ НА ВЫСОКИХ ЧАСТОТАХ
4.6. ПРОВОДИМОСТЬ КЕРАМИЧЕСКИХ ОБРАЗЦОВ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Приложение
Приложение
Приложение

В настоящее время в связи с прогрессом микроволновых коммуникаций возрастает потребность в новых термостабильных радиоматериалах с улучшенными характеристиками: высокой
диэлектрической проницаемостью (от 30 и выше) и низкими диэлектрическими потерями. Такие материалы находят свое применение при производстве подложек СВЧ-микросхем и диэлектрических резонаторов, используемых в качестве колебательных систем различных функциональных устройств в частотных фильтрах, твердотельных генераторах, переключающих устройствах, параметрических усилителях, смесителях, умножителях, дискриминаторах, в качестве частотно-избирательных излучающих элементов антенн. Высокое значение диэлектрической проницаемости материала позволяет уменьшить объем диэлектрического
•г'
резонатора в (е)3/2 раз, что приводит к уменьшению массогабаритных показателей СВЧ-элементов.
Барийлантаноидные титанаты (БЛТ) - керамические диэлектрики на основе оксидов бария, титана и редкоземельных элементов (лантанидов) имеют высокое значение диэлектрической проницаемости в СВЧ-диапазоне и могут обладать хорошей термостабильностью и высокой добротностью (низкими диэлектрическими потерями). Следует отметить, что достоинствами керамических диэлектриков является более низкая себестоимость и высокая технологичность по сравнению с монокристаллами. Впервые об электрофизических свойствах БЛТ сообщалось Кайнцем Дж. в 1958 г. Позднее появился ряд работ Ненашевой Е.А., Трубициной О.Н., Картенко Н.Ф., Усова O.A. Мудролюбовой Л.П. , Варфоломеева М.Б., Бутко
где (ко/Ь) принимает разные значения зависимости от е, а Ь выражено в
см.
На рисунке 3.3 показана зависимость резонансной частоты (/р) от диэлектрической проницаемости в диапазоне частот 6-43 ГГц. Для других частотных диапазонов зависимости приведены в приложении 2.
Измерения диэлектрической проницаемости синтезированных керамических материалов в различных диапазонах частот проводились на образцах фиксированных размеров, после чего измеряли их резонансные частоты. По построенным зависимостям^,^) определялась величина г.
f р.ГГц
—L=2 мм, А=5 мм —■— L=1.5 мм, А=5 мм -x-L=2 мм, А=4 мм
Рис. 3.3 - Зависимость резонансной частоты (fp) от диэлектрической проницаемости (Eps) резонаторов квадратного поперечного сечения со стороной А и толщиной L
Для образца состава ТБСС + 0.5%AST+0.0003%MnS04 с размерами 4.98*4.98*1.51 мм, размещенного в центре волновода параллельно его узкой стенке, решалась обратная задача с помощью системы проектирования волноводных и волноводно-ферритовых устройств. Эта система проектирования является частью интегрированного программного комплекса