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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:夏林生
研究生(外文):Lam-Sang Ha
論文名稱:CuO的摻雜對Ba(Ni1/3Nb2/3)O3及Ba(Co1/3Nb2/3)O3陶瓷微波介電特性之研究
論文名稱(外文):Study of Microwave Dielectric Properties of CuO-doped Ba(Ni1/3Nb2/3)O3 and Ba(Co1/3Nb2/3)O3
指導教授:黃正亮
指導教授(外文):Cheng-Liag Huang
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:電機工程學系碩博士班
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:74
中文關鍵詞:陶瓷
外文關鍵詞:Ceramics
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Ba (Ni1/3Nb2/3)O3 和Ba(Co1/3Nb2/3)O3是一種微波陶瓷材料。其介電特性良好,燒結溫度Ba(Ni1/3Nb2/3)O3為1450℃而Ba(Co1/3Nb2/3)O3為1400℃。本論文加入CuO為燒結促進劑,結果顯示Ba(Ni1/3Nb2/3)O3添加0.5wt%CuO的量在燒結溫度為1320℃(6小時),有最佳之電特性。(Q´f 為38000, 為31.2, tf為-0.2 ppm/°C。而0.6Ba(Co1/3Nb2/3)O3-0.4 Ba(Ni1/3Nb2/3)O3有相同之結構,在添加CuO的量在燒結溫度為1320℃(6小時) ,有最佳之電特性(Q´f 為80000, 為32.46, tf為-20.1 ppm/°C)。
The dielectric properties and the microstructures of Ba(Ni1/3Nb2/3)O3 ,Ba(Co1/3Nb2/3)O3 ceramics with CuO have been investigated in the study. Ba(Ni1/3Nb2/3)O3 ceramics without any additions sintered at 1450℃ has a dielectric constant 31,a quality factor Q x f =36000(9GHz) and a temperature coefficient at frequency –44ppm/℃.The ceramics with CuO addition could be densified at 1320℃.The 0.5wt% CuO added sintered at 1320℃ gave dielectric constant 31.2, Q x f =38000(9GHz) and temperature coefficient of –0.4ppm/℃.The dielectric and microstructure of 0.6Ba(Co1/3Nb2/3)O3-0.4 Ba(Ni1/3Nb2/3)O3 have also been studied. The 0.6Ba(Co1/3Nb2/3)O3-0.4 Ba(Ni1/3Nb2/3)O3 ceramics with x=0.6 sintered at 1240℃exhibit the microwave dielectric properties of dielectric constant 32.5, Q x f =80000(9GHz) and temperature coefficient –20.1 ppm/℃.
中文摘要
誌謝
目錄
圖表目錄
附錄目錄


第一章 緒論  1
  1-1 前言  1
  1-2 研究目的  3
第二章 原理  5
  2-1 介電原理  5
  2-2 介電共振器之原理  7
  2-3 混合法則  9
  2-4 燒結的驅動力  11
  2-5 燒結的過程  13
  2-6 支配燒結之因子  12
  2-7 液相燒結  13
第三章 傳輸線理論  16
  3-1 傳輸線的種類  16
  3-2 傳輸線內電磁波的傳播組態  19
  3-3 帶通濾波器的設計  20
第四章 實驗步驟和量測  21
  4-1 xBa(Ni1/3Nb2/3)O3-(1-x) Ba(Co1/3Nb2/3)O3陶瓷的製備  21
  4-2 特性分析與量測  21
  4-3 濾波器之製作  24
  4-4 濾波器之量測  25
第五章 實驗結果與討論  26
  5-1 Ba(Ni1/3Nb2/3)O3的特性探討  26
    5-1-1 X-ray 分析  26
    5-1-2 SEM 分析  26
    5-1-3 密度分析  27
    5-1-4 介電特性分析  27
  5-2 Ba(Co1/3Nb2/3)O3的特性探討  28
    5-2-1 X-ray 分析  28
    5-2-2 SEM 分析  28
    5-2-3 EDS分析   29
    5-2-4 密度分析  30
    5-2-5 介電特性分析  30
  5-3 0.6 Ba(Co1/3Nb2/3)O3-0.4 Ba (Ni1/3Nb2/3)O3探討  30
    5-3-1 X-ray 分析  31
    5-3-2 SEM 分析  31
    5-3-3 EDS 分析  32
    5-3-4 密度分析  32
    5-3-5 介電特性分析  33
  5-5 濾波器之特性探討  34
    5-5-1 FR4為基板之濾波器  34
    5-5-2 0.6Ba(Co1/3Nb2/3)-0.4 Ba(Ni1/3Nb2/3)O3為基板之濾波器  35
    5-5-3 結果討論  35
第六章 結論  36
參考文獻  75

圖 表 目 錄
圖2-1 四種極化機制示意圖  37
圖2-2 極化機制與頻率之關係圖  38
圖2-3 圓柱型DR之TE01δ mode電磁場分佈情形  39
圖2-4 燒結原理  40
圖3-1 數種常見之基本傳輸線的幾何結構圖  41
圖3-2 微帶傳輸線上的電磁場分佈  42
圖3-3 量測用之模具圖  43
圖3-4 測量介電常數系統圖  44
圖3-5 測量Q值系統圖  45
圖4-1 流程圖  46
圖5-1 Ba(Ni1/3Nb2/3)O3陶瓷掺雜CuO(0.5wt%)燒結六小時之XRD圖  47
圖5-2 Ba(Ni1/3Nb2/3)O3陶瓷掺雜CuO(1wt%,0.5wt%,0.25wt%)燒結六小時(1320℃)之XRD圖  48
圖5-3 Ba(Ni1/3Nb2/3)O3陶瓷摻雜CuO(0.5wt%)燒結六小時之SEM圖  49
圖5-4 Ba(Ni1/3Nb2/3)O3陶瓷掺雜CuO(1wt%,0.5wt%,1wt%)燒結溫度與密度關係圖  50
圖5-5 Ba(Ni1/3Nb2/3)O3陶瓷掺雜CuO(0.25wt%,0.5wt%,1wt%)燒結溫度與介電常數關係圖  51
圖5-6 Ba(Ni1/3Nb2/3)O3陶瓷掺雜CuO(0.25wt%,0.5wt%,1wt%)燒結溫度與Q x f關係圖  52
圖5-7 Ba(Ni1/3Nb2/3)O3陶瓷掺雜CuO(0.25wt%,0.5wt%,1wt%)燒結溫度與溫度係數關係圖  53
圖5-8 Ba(Co1/3Nb2/3)O3陶瓷掺雜CuO0.5wt%)燒結六小時之XRD圖  54
圖5-9 Ba(Co1/3Nb2/3)O3陶瓷摻雜CuO(0.5wt%)燒結六小時之SEM圖  55
圖5-10 Ba(Co1/3Nb2/3)O3陶瓷摻雜CuO(0.5wt%)燒結六小時之EDS圖  56
圖5-11 Ba(Co1/3Nb2/3)O3陶瓷摻雜CuO(0.5wt%)燒結溫度與密度關係圖  57
圖5-12 Ba(Co1/3Nb2/3)O3陶瓷摻雜CuO(0.5wt%)燒結溫度與介電常數關係圖  58
圖5-13 Ba(Co1/3Nb2/3)O3陶瓷摻雜CuO(0.5wt%)燒結溫度與Q x f關係圖  59
圖5-14 Ba(Co1/3Nb2/3)O3陶瓷摻雜CuO(0.5wt%)燒結溫度與溫度係數關係圖  60
圖5-15 0.6Ba(Co1/3Nb2/3)O3-0.4 Ba(Ni1/3Nb2/3)O3陶瓷摻雜CuO(0.5wt%)燒結六小時之XRD圖  61
圖5-16 0.6Ba(Co1/3Nb2/3)O3-0.4 Ba(Ni1/3Nb2/3)O3陶瓷摻雜CuO(1wt%,0.5wt%,0.25wt%)燒結六小時(1240℃)之XRD圖  62
圖5-17 0.6Ba(Co1/3Nb2/3)O3-0.4 Ba(Ni1/3Nb2/3)O3陶瓷摻雜CuO(0.25wt%)燒結六小時之SEM圖  63
圖5-18 0.6Ba(Co1/3Nb2/3)O3-0.4 Ba(Ni1/3Nb2/3)O3陶瓷摻雜CuO(0.5wt%)燒結六小時之SEM圖  64
圖5-19 0.6Ba(Co1/3Nb2/3)O3-0.4 Ba(Ni1/3Nb2/3)O3陶瓷摻雜CuO(1wt%)燒結六小時之SEM圖  65
圖5-20 0.6Ba(Co1/3Nb2/3)O3-0.4 Ba(Ni1/3Nb2/3)O3陶瓷摻雜CuO(0.5wt%)燒結六小時之EDS圖  66
圖5-21 0.6Ba(Co1/3Nb2/3)O3-0.4 Ba(Ni1/3Nb2/3)O3陶瓷摻雜CuO(0.25wt%,0.5wt%,1wt%)燒結溫度與密度關係圖  67
圖5-22 0.6Ba(Co1/3Nb2/3)O3-0.4 Ba(Ni1/3Nb2/3)O3陶瓷摻雜CuO(0.25wt%,0.5wt%,1wt%)燒結溫度與介電常數關係圖  68
圖5-23 0.6Ba(Co1/3Nb2/3)O3-0.4 Ba(Ni1/3Nb2/3)O3陶瓷摻雜CuO(0.25wt%,0.5wt%,1wt%)燒結溫度與Q x f關係圖  69
圖5-24 0.6Ba(Co1/3Nb2/3)O3-0.4 Ba(Ni1/3Nb2/3)O3陶瓷摻雜CuO(0.25wt%,0.5wt%,1wt%)燒結溫度與溫度係數關係圖  70
圖5-25 帶通濾波器之Layout圖  71
圖5-26 FR4基板之帶通濾波器之模擬圖  72
圖5-27 FR4基板之帶通濾波器之實作頻率響應圖  73
圖5-28 0.6Ba(Co1/3 Nb2/3)O3-0.4Ba (Ni1/3Nb2/3)O3基板之帶通濾波器之模擬圖  74
參 考 文 獻
【1】S. T. Ishizaki, M. Fujita, H. Kataga, T. Uwano and H. Miyake , IEEE, MTT 42(1994) 2017.
【2】T. Takada, S. F. Wang, S.Yoshikawa, S. T. Jang and R. E. Newnham :J. Am. Ceram.Soc. 77(1994)2485.
【3】T. Takada, S.F. Wang, S. Yoshikawa, S. T. Jang and R.E. Newnham: J.Am. Cream. Soc. 77(1994)1909.
【4】C.C.Lee and P. Lin,Jpn.J.Appl.Phys,37(1998)6048
【5】J. H. Choy, Y. S. Han, J.H.Sohn and M. Itoh, J.Am.Cream. Soc. 78(1995) 1169.
【6】H. C. Choy, Y.S. Han, J. H. Sohn and M.Itoh ,J.Am .Cream. Soc . 74 (1991)968.
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【29】R.V.Stuart “Thin Film Technology”.
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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