Anorganische Barium-Strontium-Titanat-Komposite für die Hochfrequenztechnik

Zusatztext

Diese Arbeit stellt die Entwicklung von anorganischen Barium-Strontium-Titanat (BST)- Kompositen als maßgeschneiderte Werkstoffe für die Hochfrequenztechnik vor. Hierbei steht zuerst eine eingehende Analyse der Prozess-Gefüge-Eigenschafts-Beziehungen der Materialien im Fokus, um dann anschließend an ausgewählten Zusammensetzungen die Tauglichkeit als steuerbares Dielektrikum integriert in Mikrowellenbauteilen zu analysieren und zu demonstrieren. Die Entwicklung der BST-Komposite setzt dabei an bisherigen Ausschlusskriterien für reine BST-Funktionskeramiken in der Praxis an, wobei zwei unterschiedliche Konzepte verfolgt werden. Der erste Ansatz zielt darauf ab, durch die Zugabe geeigneter Additive primär die Sintertemperatur von BST-Vollkeramiken und -Dickschichten herabzusetzen, um unter Beibehaltung guter dielektrischer Eigenschaften die Herstellung von kogesinterten Multilagenvaraktoren zu ermöglichen und neue Anwendungsgebiete wie die LTCC (Low Temperature Cofired Ceramics)-Technologie zu eröffnen. Als Additivsystem kommt hierbei ein ZnO-B2O3 (ZB)-Gemisch zum Einsatz, welches in unterschiedlichen Mengen zu undotiertem und CuF-kodotiertem BST hinzugefügt werden. Bereits geringe Zusätze des Additivsystems können die Sintertemperaturen der Komposite drastisch auf Temperaturen zwischen 800 und 1000°C herabsetzen, wobei die dielektrischen Eigenschaften nahezu beibehalten werden. Der zweite Ansatz anorganischer BST-Komposite beinhaltet die Entwicklung von kristallinen Kompositen von BST mit der dielektrischen keramischen Phase Mg3B2O6 (MBO). Vornehmliches Ziel ist hierbei die Herabsetzung bisheriger Einschränkungen von BST-Keramiken wie die hohe Permittivität sowie die hohen dielektrischen Verluste bei Frequenzen im GHz-Bereich. Diese Werte werden eingehend im Abgleich mit theoretischen Modellen an den hergestellten Komposit-Vollkeramiken ermittelt und Perkolationswerte erschlossen. Zusätzlich werden BST-MBO-Dickschichten auf MBO-Substraten hergestellt, welche eine deutliche Verbesserung der dielektrischen Eigenscha

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