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Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 24/2021

23.10.2021

A novel strategy to assemble core–shell-structured LiF-CaTiO3 microwave dielectric ceramics via cold sintering and post-annealing treatment

verfasst von: Meng Fei Zhou, Yi Xuan Zheng, Ke Sha, Kai Xin Song, Bing Liu

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 24/2021

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Abstract

A novel core–shell architecture is proposed and proved to be effective in achieving temperature-stable LiF-CaTiO3 microwave dielectric ceramics. Dense CaTiO3 ceramics are initially prepared using the solid-state reaction method and then inserted into the inner core of LiF green pellets. The assembled green pellets are pre-densified using a cold-sintering process (150 °C, 350 MPa, 60 min) and then post-annealed at 800 °C to obtain densified core–shell-structured LiF-xwt%CaTiO3 ceramics (x = 3, 5, 10, 15). The SEM images confirm the core-shelled microstructure, and the excellent chemical compatibility between LiF and CaTiO3 components is revealed from the XRD and EDS results. The large negative temperature coefficient of the resonant frequency of LiF ceramics (− 138 ppm/°C) can be effectively tuned to 2.89 ppm/°C at x = 3, together with a Qf value of 26,580 GHz and εr = 10.89. Therefore, cold sintering and post-annealing treatments open up new ways in designing and constructing novel microwave dielectric ceramics with high performance and should also be instructive in areas, such as ferroelectrics and energy storage ceramics.

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Metadaten
Titel
A novel strategy to assemble core–shell-structured LiF-CaTiO3 microwave dielectric ceramics via cold sintering and post-annealing treatment
verfasst von
Meng Fei Zhou
Yi Xuan Zheng
Ke Sha
Kai Xin Song
Bing Liu
Publikationsdatum
23.10.2021
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 24/2021
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-021-07225-2

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