ВЫСОКОЧАСТОТНЫЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА БОРОСИЛИКАТНЫХ СТЕКОЛ С ДОБАВКАМИ La2O3, TiO2, ZrO2

Abstract

Представлены результаты исследований высокочастотных электромагнитных свойств щелочных боросиликатных стекол, модифицированных оксидами лантана, титана и циркония, во взаимосвязи с их структурой. Экспериментально измерены значения спектральных коэффициентов отражения и пропускания исследуемых материалов в диапазоне частот 12–18 ГГц. В статье приведены типичные спектры комплексной диэлектрической проницаемости исследуемых образцов стекол в диапазоне 20 Гц–1 МГц, в соответствии с которыми как вещественная, так и мнимая части уменьшаются с ростом частоты, при этом мнимая часть убывает существенно быстрее. Показано, что исследуемые стекла могут быть использованы в качестве вакуумплотной диэлектрической основы с малыми потерями при разработке высокочастотных устройств, работающих в СВЧ-диапазоне. Установлено влияние химического состава опытных стекол на величину их диэлектрической проницаемости в диапазонах частот 20 Гц – 1 МГц и 12–18 ГГц. Проведено изучение структуры исследуемых стекол методом рамановской спектроскопии. Выявлено влияние оксидов лантана, титана и циркония на степень полимеризации структурного каркаса. Присутствие La2O3 в натрийборосиликатном стекле вызывает уменьшение полимеризации борокремнекислородной структурной сетки стекла во всем диапазоне вводимых концентраций за счет того, что La2O3 находится в октаэдрической позиции и выступает в структуре стекла в роли модификатора. Введение в состав натрийборосиликатного стекла оксида циркония оказывает более существенное влияние на деполимеризацию структурной сетки стекла, чем добавки оксида лантана. Наиболее серьезные структурные перестройки проявляются при введении в составы таких стекол TiO2, так как он выступает в роли стеклообразователя, формируя структурные мотивы [TiO4], которые будут соединяться с кремнекислородной составляющей, образуя мостики типа Si–O–Ti.