Drastic decrease of Ba(Zn<sub>1/3</sub>Ta<sub>2/3</sub>)O<sub>3</sub> sintering temperature by lithium salts and glass phase addition
The complex perovskite oxide Ba(Zn<sub>1/3</sub>Ta<sub>2/3</sub>)O<sub>3</sub> (BZT) has been studied for its attractive dielectric properties which make this material interesting for applications such as multilayer ceramics capacitors or hyperfrequency resonators...
| Main Authors: | , , , |
|---|---|
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
Elsevier
2011-04-01
|
| Series: | Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio |
| Subjects: | |
| Online Access: | http://ceramicayvidrio.revistas.csic.es/index.php/ceramicayvidrio/article/view/970/1004 |
| _version_ | 1818243769697304576 |
|---|---|
| author | Marinel, S. Aliouat, M. D’Astorg, S. Chaouchi, A. |
| author_facet | Marinel, S. Aliouat, M. D’Astorg, S. Chaouchi, A. |
| author_sort | Marinel, S. |
| collection | DOAJ |
| description | The complex perovskite oxide Ba(Zn<sub>1/3</sub>Ta<sub>2/3</sub>)O<sub>3</sub> (BZT) has been studied for its attractive dielectric properties which make this material interesting for applications such as multilayer ceramics capacitors or hyperfrequency resonators. Nevertheless, BZT ceramic requires high temperature to be correctly sintered (≅1450°C), that is too high to envisage a silver co-sintering (T<sub>f</sub>(Ag) = 961°C). For this reason, the lowering of the sintering temperature of BZT by glass phase’s additions has been investigated. This material is sinterable at low temperature with combined glass phase –lithium salt additions, and exhibits, at 1MHz very low dielectric losses combined with relatively high dielectric constant and a good stability of this later versus temperature. The 5 wt% of ZnO-SiO<sub>2</sub>-B<sub>2</sub>O<sub>3</sub> glass phase and 1 wt% of LiF added BZT sample sintered at 900°C exhibits a relative density higher than 95% and attractive dielectric properties: a dielectric constant εr of 32, low dielectrics losses (tan (δ)< 10<sup>-3</sup>) and a temperature coefficient of permittivity τ<sub>ε</sub> of -10ppm/°C. Their good dielectric properties and their compatibility with silver electrodes, make these ceramics suitable for L.T.C.C applications.<br><br>Se ha estudiado el óxido complejo con estructura tipo perovskita Ba (Zn<sub>1/3</sub>Ta<sub>2/3</sub>) O<sub>3</sub> (BZT). Sus atractivas propiedades dieléctricas le hacen muy interesante para aplicaciones como condensadores cerámicos multicapa o resonadores de microondas. No obstante, los cerámicos de BZT requieren temperaturas de sinterización superiores a 1450 ° C, que es muy alta para abordar un proceso de co-sinterización con electrodos de plata (T<sub>f</sub> (Ag) = 961 ° C). Para ello, se ha estudiado la bajada de la temperatura de sinterización del BZT mediante la adición de una fase vítrea. La suma combinada de la fase vítrea y la sal de litio lleva la sinterización de este material a temperaturas bajas. Las propiedades dieléctricas presentan pérdidas muy bajas, constante dieléctrica relativamente alta a 1MHz y buena estabilidad frente a la temperatura. La adición del 5% en peso de una fase vítrea de ZnO-B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>-SiO<sub>2</sub> y el 1% en peso de LiF disminuye la temperatura de sinterización del BZT hasta 900° C presentando una densidad relativamente alta ( > 95%) y las propiedades dieléctricas de interés: la constante dieléctrica de 32, bajas pérdidas dieléctricas (tan (δ) < 10<sup>-3</sup>) y un coeficiente de temperatura de la permitividad τ<sub>ε</sub> de -10ppm / ° C. Las propiedades dieléctricas obtenidas y la compatibilidad con los electrodos de plata hacen esta cerámica adecuada para su aplicación como LTTC. |
| first_indexed | 2024-12-12T14:06:24Z |
| format | Article |
| id | doaj.art-c4aac9fb5d4543edb6617136ec8263e5 |
| institution | Directory Open Access Journal |
| issn | 0366-3175 |
| language | English |
| last_indexed | 2024-12-12T14:06:24Z |
| publishDate | 2011-04-01 |
| publisher | Elsevier |
| record_format | Article |
| series | Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio |
| spelling | doaj.art-c4aac9fb5d4543edb6617136ec8263e52022-12-22T00:22:13ZengElsevierBoletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio0366-31752011-04-01502798410.3989/cyv.112011Drastic decrease of Ba(Zn<sub>1/3</sub>Ta<sub>2/3</sub>)O<sub>3</sub> sintering temperature by lithium salts and glass phase additionMarinel, S.Aliouat, M.D’Astorg, S.Chaouchi, A.The complex perovskite oxide Ba(Zn<sub>1/3</sub>Ta<sub>2/3</sub>)O<sub>3</sub> (BZT) has been studied for its attractive dielectric properties which make this material interesting for applications such as multilayer ceramics capacitors or hyperfrequency resonators. Nevertheless, BZT ceramic requires high temperature to be correctly sintered (≅1450°C), that is too high to envisage a silver co-sintering (T<sub>f</sub>(Ag) = 961°C). For this reason, the lowering of the sintering temperature of BZT by glass phase’s additions has been investigated. This material is sinterable at low temperature with combined glass phase –lithium salt additions, and exhibits, at 1MHz very low dielectric losses combined with relatively high dielectric constant and a good stability of this later versus temperature. The 5 wt% of ZnO-SiO<sub>2</sub>-B<sub>2</sub>O<sub>3</sub> glass phase and 1 wt% of LiF added BZT sample sintered at 900°C exhibits a relative density higher than 95% and attractive dielectric properties: a dielectric constant εr of 32, low dielectrics losses (tan (δ)< 10<sup>-3</sup>) and a temperature coefficient of permittivity τ<sub>ε</sub> of -10ppm/°C. Their good dielectric properties and their compatibility with silver electrodes, make these ceramics suitable for L.T.C.C applications.<br><br>Se ha estudiado el óxido complejo con estructura tipo perovskita Ba (Zn<sub>1/3</sub>Ta<sub>2/3</sub>) O<sub>3</sub> (BZT). Sus atractivas propiedades dieléctricas le hacen muy interesante para aplicaciones como condensadores cerámicos multicapa o resonadores de microondas. No obstante, los cerámicos de BZT requieren temperaturas de sinterización superiores a 1450 ° C, que es muy alta para abordar un proceso de co-sinterización con electrodos de plata (T<sub>f</sub> (Ag) = 961 ° C). Para ello, se ha estudiado la bajada de la temperatura de sinterización del BZT mediante la adición de una fase vítrea. La suma combinada de la fase vítrea y la sal de litio lleva la sinterización de este material a temperaturas bajas. Las propiedades dieléctricas presentan pérdidas muy bajas, constante dieléctrica relativamente alta a 1MHz y buena estabilidad frente a la temperatura. La adición del 5% en peso de una fase vítrea de ZnO-B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>-SiO<sub>2</sub> y el 1% en peso de LiF disminuye la temperatura de sinterización del BZT hasta 900° C presentando una densidad relativamente alta ( > 95%) y las propiedades dieléctricas de interés: la constante dieléctrica de 32, bajas pérdidas dieléctricas (tan (δ) < 10<sup>-3</sup>) y un coeficiente de temperatura de la permitividad τ<sub>ε</sub> de -10ppm / ° C. Las propiedades dieléctricas obtenidas y la compatibilidad con los electrodos de plata hacen esta cerámica adecuada para su aplicación como LTTC.http://ceramicayvidrio.revistas.csic.es/index.php/ceramicayvidrio/article/view/970/1004ceramicsglasssinteringBa(Zn1/3Ta2/3)O3dielectric propertieslow sintering temperatureCerámicavidriosinterizaciónBa (Zn1/3Ta2/3)O3propiedades dieléctricastemperatura de sinterización baja |
| spellingShingle | Marinel, S. Aliouat, M. D’Astorg, S. Chaouchi, A. Drastic decrease of Ba(Zn<sub>1/3</sub>Ta<sub>2/3</sub>)O<sub>3</sub> sintering temperature by lithium salts and glass phase addition Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio ceramics glass sintering Ba(Zn1/3Ta2/3)O3 dielectric properties low sintering temperature Cerámica vidrio sinterización Ba (Zn1/3Ta2/3)O3 propiedades dieléctricas temperatura de sinterización baja |
| title | Drastic decrease of Ba(Zn<sub>1/3</sub>Ta<sub>2/3</sub>)O<sub>3</sub> sintering temperature by lithium salts and glass phase addition |
| title_full | Drastic decrease of Ba(Zn<sub>1/3</sub>Ta<sub>2/3</sub>)O<sub>3</sub> sintering temperature by lithium salts and glass phase addition |
| title_fullStr | Drastic decrease of Ba(Zn<sub>1/3</sub>Ta<sub>2/3</sub>)O<sub>3</sub> sintering temperature by lithium salts and glass phase addition |
| title_full_unstemmed | Drastic decrease of Ba(Zn<sub>1/3</sub>Ta<sub>2/3</sub>)O<sub>3</sub> sintering temperature by lithium salts and glass phase addition |
| title_short | Drastic decrease of Ba(Zn<sub>1/3</sub>Ta<sub>2/3</sub>)O<sub>3</sub> sintering temperature by lithium salts and glass phase addition |
| title_sort | drastic decrease of ba zn sub 1 3 sub ta sub 2 3 sub o sub 3 sub sintering temperature by lithium salts and glass phase addition |
| topic | ceramics glass sintering Ba(Zn1/3Ta2/3)O3 dielectric properties low sintering temperature Cerámica vidrio sinterización Ba (Zn1/3Ta2/3)O3 propiedades dieléctricas temperatura de sinterización baja |
| url | http://ceramicayvidrio.revistas.csic.es/index.php/ceramicayvidrio/article/view/970/1004 |
| work_keys_str_mv | AT marinels drasticdecreaseofbaznsub13subtasub23subosub3subsinteringtemperaturebylithiumsaltsandglassphaseaddition AT aliouatm drasticdecreaseofbaznsub13subtasub23subosub3subsinteringtemperaturebylithiumsaltsandglassphaseaddition AT dastorgs drasticdecreaseofbaznsub13subtasub23subosub3subsinteringtemperaturebylithiumsaltsandglassphaseaddition AT chaouchia drasticdecreaseofbaznsub13subtasub23subosub3subsinteringtemperaturebylithiumsaltsandglassphaseaddition |