|
| |
|
Слаботочка Книги 1 2 3 4 5 6 [7] 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 где Ln - редкоземельный элемент; 2) материалы серии ТЛ, а также КН/0 на основе твердого раствора (CaLa) (TiNb)©, - CaTiOs и L2T на основе LaaTiaO, - CaTiOg; 3) материалы на основе соединения BaLoaTiiOia, где Ln - Sm, Nd, Pr и др. Диэлектрические потери монокристаллов алюминатов редкоземельных элементов на СВЧ малы (tg б л( 10 на / = 40 ГГц), а с ростом температуры диэлектрическая проницаемость возрастает (при этом величина температурного коэффициента уменьшается), что указывает на то, что данные соединения находятся в параэлек-трической фазе. Высокие значения 8д, малые величины tg б и со- Таблица 1.6
вершенствование технологии получения материалов Ln AIOs позволяют использовать алюминаты в качестве ДР в миллиметровом диапазоне длин волн. Керамика серии ТЛ по своему составу представляет собой твердый раствор титаната кальция и алюмината лантана. Для создания термостабильных высоко добротных ДР наиболее пригодны твердые растворы титаната кальция и алюмината лантана. Важной особенностью этих материалов является их устойчивость к воздействию восстановительной среды. Совершенствование -гоо -т -600 -вс: i.eo
0,93 \,П 1,02 lf,A Sm M(t Pr La Рис. 1.2. Зависимость диэлектрической проницаемости, ее температурного коэффициента и тангенса угла диэлектрических потерь ти-таносодержащих диэлектриков от радиуса иона редкоземельной добавки Рис. 1.3. Частотная зависимость диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь соединений Ва (Snl, Nd)j ti40i2 и керамики ТБНС технологии лантаносодержащей керамики позволило получить термостабильную керамику с ед а; 38, которая по составу близка к керамике ТЛ-0. Она обладает уникальными свойствами: добротность резонаторов из лантаносодержащей керамики, названной АЛТК, достигает 10 000-15 ООО в сантиметровом диапазоне длин волн. Для микроминиатюризации аппаратуры, особенно дециметрового и длинноволновой части сантиметрового диапазона, необходимы термостабильные СВЧ-диэлектрики с 8д = 80... 100 и более. Эту сложную научно-техническую и технологическую проблему - повышение диэлектрической проницаемости при сохранении термостабильности и низких потерь - впервые удалось решить в СССР [59]. Создан материал на основе соединений барийлантаноидных тетратитанатов. Синтезированный материал имеет среди всех титансодержащих термостабильных диэлектриков наибольшую диэлектрическую проницаемость 8д 80. Исследования диэлектрических свойств таких соединений показали (рис. 1.2), что с уменьшением радиуса иона R редкоземельных элементов от La+ до Sin+ диэлектрическая проницаемость изменяется незначительно (вд = = 110...80), а ее температурный коэффициент ТК изменяется от -740 10 ® до +30 10 ® град при снижении tg 5. Наименьшие диэлектрические потери имеют материалы BaSm2Ti40is и BaNdaTiiOia, поэтому они взяты за основу при синтезе новой керамики, названной ТБНС. Диэлектрические потери в СВЧ-диапазоне определяются способом синтеза исходных кристаллических фаз керамических материалов, поэтому вопросам синтеза уделяется большое внимание. Синтез керамики ТБНС проводят из окислов лантаноидов, двуокиси титана и BaCOg при температуре 1300 С методом совместного осаждения составляющих компонентов с последующей их прокалкой при температуре 1150 °С. Образцы цилиндрической формы различных диаметров (6...30 мм) и высоты (2... 10 мм) изготовляют методом прессования. Образцы обжигают в ка- мерной и туннельной печах с силитовыми г,05 г,о /,95 S е 7 8 9 10 П 12 Кшс чиствты Рис. 1.4. Зависимость собственной добротности ДР из керамики ТБНС от класса чистоты обработки поверхности / - торцевой 2 - боковой цилиндрической нагревателями. Зависимости 8д и tg6 соединений Ва (Sm, Nd)aTi40ig и керамики ТБНС от частоты показаны на рис. 1.3. С повышением частоты бд практически не изменяется, а tg б увеличивается тем сильнее, чем больше радиус иона РЗЭ. Диэлектрические резонаторы, созданные на основе керамики ТБНС, обладают следующими параметрами в диапазоне частот 1...7 ГГц и интервале температур от -60 до 60 °С: Qo = (5...1) 10 ТКЧ = - (2...8) 10 град ; ТК Qo -= (2...15) 10 * град~. В последнее время благодаря совершенствованию технологии синтеза керамики и изготовления образцов, го о 4 12 го го 36 ki¥ f.rfu а  к го гв 36 н лггч д Рис. 1.5. Частотные зависимости диэлектрической проницаемости (а) и собственной добротности (б) из материалов, содержащих редкоземельные элементы: / - для алюминатов редкоземельных элементов LnA10 ; 1 - для соединений титаната кальция и алюмината лантаиа типа АЛТК! S - Для соедикеккй барийлантаиоидных тетратитанатов типа ТБНС высокой очистки исходного сырья удалось получить образцы резонаторов из материала ТБНС с добротностью Qo = 4000...5000 в частотном диапазоне 3...4 ГГц и можно надеяться на получение образцов с Qo > 5000 в сантиметровом диапазоне. На добротность резонаторов влияет механическая обработка, причем качество обработки плоских торцевых поверхностей мало влияет на добротность (рис. 1.4), а обработка боковых цилиндрических поверхностей резонаторов должна выполняться на высоком 1 2 3 4 5 6 [7] 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||