INFLUENCE OF THE CONCENTRATION AND TYPE OF ADDITIVES ON THE STRUCTURE AND ELECTROMAGNETIC PROPERTIES OF AlN-BASED COMPOSITES

T.B. Serbeniuk 1*,
 
T.O. Prikhna 1,
  
O.A. Kalenyuk 3,4,
 
S.I. Futimsky 3,4,
 
A.P. Shapovalov 3,4,
 
V.B. Sverdun 2,
 
M.Karpets 2,5,
 
V.E. Moshchil 1,
 
O.L. Kasatkin 1,3,
 
6,
 
Robert Kluge 6,
 
A.A. Marchenko 1
 

1 V. Bakul Institute for Superhard Materials of the National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine
2 I. M. Frantsevich Institute for Problems of Materials Science of the NAS of Ukraine, Omeliana Pritsaka str.,3, Kyiv, 03142, Ukraine
3 G.V. Kurdyumov Institute for Metal Physics of the NAS of Ukraine, 36 Academician Vernadsky Blvd., Kyiv, 03142, Ukraine
4 Kyiv Academic University, 36 Vernadsky blvd., Kyiv, 03142, Ukraine
5 National Technical University of Ukraine “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute”, 37, Prosp. Beresteiskyi, Kiev, 03056, Ukraine
6 Leibniz Institute of Solid State and Materials Research, Helmholtzstrasse, 20, Dresden, 01069
serbenuk@ukr.net

Powder Metallurgy - Kiev: Frantsevich Institute for Problems of Materials Science NASU, 2024, #03/04
http://www.materials.kiev.ua/article/3704

Abstract

Електромагнітні характеристики, зокрема реальна ε r ' та уявна ε r ' частини діелектричної проникності, нових композитів на основі AlN з добавками порошкоподібного алмазу, сажі та алмазу з 3–5 мас. % молібдену, синтезованих гарячим способом пресування, досліджувалися на частотах від 12,4 до 18 ГГц. Структурні особливості та основні фази композитів – AlN, С (графіт), Al 3 (O, N) 4 , Al, Mo 2 C (у системі AlN–Y 2 O 3 –C (алмаз)–Mo)– визначали методом рентгенівської дифракції. Методом скануючої електронної мікроскопії з енергодисперсійним рентгенівським аналізом для визначення кількісного елементного складу основних фаз виявлено низький вміст кисню в решітці AlN. Вимірювання електромагнітних характеристик показало, що нові композити з включеннями графітової фази мають стабільні діелектричні характеристики в усьому діапазоні частот (ε r ' = 12,38–33,03 і tgδ = 0,009–0,214). Введення 3% алмазного порошку в шихту на основі AlN майже не призвело до збільшення значень ε r ' і tgδ (12,3 і 0,009 відповідно). При додаванні 5% : 5% суміші порошків алмазу та молібдену діелектрична проникність ε r ' досягла 17,04, а tgδ становила 0,067. Найбільшу діелектричну проникність (33,03) і діелектричні втрати (0,214) показали композити з 5% сажі. Таким чином, встановлено підвищення діелектричної проникності за рахунок специфічного фазового складу матеріалів та дисперсного розподілу провідних фаз (C, Mo 2 C) у композитах з мінімальними контактами між ними.


ALN, COMPOSITE MATERIAL, DIELECTRIC LOSS, DIELECTRIC PERMEABILITY, ELECTROMAGNETIC PROPERTIES, GRAPHITE, MOLYBDENUM, ULTRAHIGH FREQUENCIES