ساخت و بررسی خواص ساختاری و دی الکتریکی سرامیک Mg۲TiO۴

در سالهای اخیر تقاضا برای سرامیک های دی الکتریک کم هزینه و با کارایی بالا به دلیل پیشرفت های مداوم در سیستم های ارتباطی بی سیم ، در حال افزایش است . با توجه به اینکه هزینه ی ساخت سرامیک Mg۲TiO۴ نسبت به بقیه مواد کمتر است ، لذا در تحقیق حاضر، ساخت سرامیک Mg۲TiO۴ به روش حالت جامد و بهینه سازی خواص دی الکتریکی آن در ناحیه ی مایکروویوت در فرکانس GHz ۴۵۷/۸ مورد بررسی قرار گرفته است . بدین منظور ترکیب Mg۲TiO۴ را به عنوان ترکیب پایه در نظر گرفته اثر ماده ی افزودنی و عناصر جانشانی شده، بر خواص ساختاری و تغییرات خواص دی الکتریک نمونه ها مطالعه شده است . به منظور بررسی ساختار بلوری و فازهای مختلف در نمونه ها، از آنالیز پراش پرتو ایکس (XRD) و برای مطالعه ی ریزساختار از میکروسکوپ الکترونی (SEM) استفاده شد. برای بررسی خواص دی الکتریک نمونه ها در ناحیه ی مایکروویو، یعنی ثابت دی الکتریک (εr )و تانژانت تلفات دی الکتریک ( Tanδ )، از تحلیل گر برداری شبکه (VNA) کمک گرفته شد. در این پژوهش ، تلاش ما بر این است که با استفاده از مواد افزودنی و عناصر جانشانی شده ی مناسب ، ثابت دی الکتریک نمونه ها در محدوده ی ۱۷-۱۴ و تانژانت تلفات دی الکتریک در محدوده ی کوچک تر از ۴-۱۰×۵ به دست آید. بنابراین با جانشانی هم زمان یون Mg با یون Ni و جانشانی یون Ti با یون Sn در ساختار ترکیب ، توانستیم به خواص دی الکتریک به صورت ( ۴-۱۰×۷/۲,Tanδ=۹/۱۴εr = ) و با جانشانی هم زمان یون Mg با یون Mn و جانشانی یون Ti با یون Sn، به خواص دی الکتریکی ( ۵- ۱۰×۵,Tanδ≈ ۸۵/۱۴εr = ) دست پیدا کنیم . همچنین در بخش دیگری از تحقیق ، با استفاده از اکسید سریم به عنوان ماده ی افزودنی توانستیم به خواصدی الکتریک مایکروویو عالی ( ۱۰×۵,Tanδ≈ ۳.۱۶εr = ۵- ) رسیده که برای کاربردهای موردنظر بسیار مناسب است .

Keywords:

سرامیک های دی الکتریک , روش حالت جامد , خواص ساختاری , ثابت دی الکتریک , تانژانت تلفات