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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:陳又帆
論文名稱:TiO2介電材料的低溫燒結行為之研究
指導教授:簡朝和
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:材料科學工程學系
學門:工程學門
學類:材料工程學類
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
中文關鍵詞:緻密介電性質二氧化鈦MnONiOCuO
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本實驗試圖在TiO2中添加MnCO3,NiO和CuO三種成分,尋找出各成份之間最適當的比例,期望能夠找出既能夠低溫燒結(要小於銀的熔點約9620C),又有不錯的介電常數和低介電損失的粉末,介電常數希望能盡量保持TiO2原有的介電常數約100(在1MHz),而介電損失要小於0.5%。
發現MnO-NiO-CuO+TiO2的燒結緻密情形中 Rutile大於Anatase;在固定溫度下,隨助燒劑的增加,試片密度跟著下降;在9000C約添加5wt%的Mn、Ni和Cu的助燒劑就能燒結緻密(理論密度高於95%);在固定的助燒劑添加量下,隨助燒劑中CuO的增加,試片密度跟著下降,而MnO和NiO的增加會使相對密度下降;試片會緻密是因為CuO 和TiO2產生化學形成液相,藉由液相燒結使TiO2緻密;找出在875∼9500C1MHz下,DF<0.5%且k約70∼95的粉末組成成分。
以900℃為例tanδ低於0.5%且介電常數最高的分佈在MNC(6:6:88)、MNC(13.6:13.6:72.8)和MNC(9:21:68)的範圍內介電常數約95,在875℃時tanδ低於0.5%且介電常數最高的也分佈在相同範圍介電常數約86∼91。

1. 簡介 1
2. 實驗 3
2.1 原材料選擇及前處理 3
2.1.1 MNC助燒劑 3
2.1.2 氧化鈦(TiO2)陶瓷粉末 3
2.2 陶瓷粉末混合 3
2.3 試片準備 4
2.3.1 壓片成形 4
2.3.2 燒結熱處理 4
2.4性質測試 4
2.4.1 密度(Density) 4
2.4.2 微結構觀察 5
2.4.3 X光繞射分析 5
2.4.4 介電常數(dielectric constant)及介電損失(dielectric loss)的量測 5
3. 結果與討論 7
3.1 燒結緻密化 7
3.2 緻密化原因分析 10
3.3 成分分析 10
3.4 介電性質分析 11
4. 結論 14
5. 參考文獻

[1] E. A. Barringer and H. K. Bowen, “Formation, Packing, and Sintering of Monodisperse TiO2 Powders.” J. Am. Ceram. Soc., 65[12]C-199~C-201(1982).
[2] M. F. Yan, and W. W. Rhodes, “Low Temperature Sintering of TiO2. Mater. Sci. Eng. 61 [1]59-66 (1983).
[3] C. N. R. Rao, A. Turner, and J. M. Honig, “The Effect of Impurities on Anatase_Rutile Transition.” J. Phys. Chem. Solids, 11,173-75(1959).
[4]R. Debnath and J. Chaudhuri, “Inhibiting Effect of AlPO4 and SiO2 on the Anatase → Rutile Transformation Reaction: An X-ray and Laser Raman Study.” J. Mater. Res., 7[12]3348-51 (1982).
[5] M. Yoshinaka, K. Hirota, O. Yamaguchi, “Formation and Sintering of TiO2 (anatase) Solid Solution in the System TiO2—SiO2” J.Am.Cera. Soc., 80[10] 2749-53(1997).
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[7] S. K. Sarkar, M. L. Sharma, H. L. Bhasker, K. C. Nagpal, “Preparation, Temperature and Composition Dependence of Some Physical and Electrical Properties of Mixtures Within the NiO-Mn3O4 System” J. Mater. Sci., V. 19 545-551(1984).
[8] D. W. Kim, T. G. Kim, K. S. Hong, ”Low-Firing of CuO-doped Anatase”Mater. Res. Bull., 34 [5] 771-781 (1999).

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