添加鋰硼矽鈣鋁玻璃對BST介電陶瓷之燒結行為及電性之影響

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研究生：	呂祐
論文名稱：	添加鋰硼矽鈣鋁玻璃對BST介電陶瓷之燒結行為及電性之影響 Low-fire, voltage tunable Ba0.6Sr0.4TiO3 dielectric
指導教授：	簡朝和
口試委員:
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	工學院 - 材料科學工程學系 Materials Science and Engineering
論文出版年：	2005
畢業學年度：	93
語文別：	中文
中文關鍵詞：	液相燒結,調變性
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本文為探討鈦酸鍶鋇陶瓷Ba0.6Sr0.4TiO3(BST)添加鋰硼矽鈣鋁玻璃Li2O-B2O3-SiO2-CaO-Al2O3(LBSCA)後，對燒結溫度及相關介電性質之影響。BST若添加12∼35vol%之LBSCA玻璃，則可於900℃持溫120分鐘之燒結條件下，得到大於95%以上之相對緻密性。其緻密化主因是同時藉由液相燒結及玻璃與陶瓷間之反應所致。玻璃與陶瓷間之反應層是藉由陶瓷中的Ba、Ti元素溶解至玻璃，以及玻璃中之鋰離子擴散至BST所形成；此反應層會隨著時間往BST移動，其厚度的平方與時間成正比。活化能分析的結果顯示反應層的形成是由鋰離子在BST中之擴散來控制。對於添加12vol%以上LBSCA玻璃的試片，當外加頻率為1MHz時，介電常數值約為1040∼145，介電損失在1%~0.44%之間，且調變性(tunability)於1MHz及1kV/mm之外加偏壓下，其值在8%~0.8%之間。

目錄

一、前言                                                  1
二、實驗方法                                              3
2.1  粉末選擇                                             3
  2.1.1 Ba0.6Sr0.4TiO3陶瓷粉末                            3
2.1.2 Li2O-B2O3-SiO2-CaO-Al2O3玻璃粉末                    3
2.2  粉末混合                                             4
2.3  試片準備                                             4
2.4  脫脂燒結                                             4
2.4.1  BST                                                4
2.4.2  BST+LBSCA                                          5
2.5  性質量測                                             5
2.5.1  相對燒緻密性                                       5
2.5.2  微結構觀察                                         5
2.5.3  X-ray繞射分析                                      6
2.5.4  TG/DTA、TMA分析                                    6
2.5.5  介電性質量測                                       7

三、結果與討論                                            8
3.1  LBSCA玻璃                                            8
3.2  添加LBSCA玻璃以降低BST的燒結溫度                     9
3.2.1  利用TMA分析玻璃對BST的影響                         9
3.2.2  玻璃含量、燒結溫度及時間對緻密性的影響             9
3.2.3  X-ray繞射分析                                      10
3.3  緻密化原因分析                                       10
3.4  反應層厚度                                           11
3.5  介電性質                                             12
四、結論                                                  14
五、參考文獻                                              16








圖目錄

圖一    不同溫度下LBSCA玻璃之結晶狀況
圖二    LBSCA玻璃之TG/DTA熱差分析儀
圖三    BST添加不同體積比LBSCA玻璃之TMA分析結果
圖四    900℃、BST添加各玻璃配比下，不同時間之燒結緻密性    (RSD)
圖五    900℃持溫2小時之燒結條件下，添加(A)0vol%與(B)15vol%玻離之SEM斷面照片
圖六    不同溫度下，BST添加15vol%玻璃於不同時間之燒結緻密性(RSD)
圖七    添加不同LBSCA玻璃之BST，於900℃持溫2小時燒結後之X-Ray繞射圖
圖八    LBSCA玻璃與BST經900℃持溫2小時後之潤濕情形(A)630℃，(B)730℃，(C)740℃，(D)745℃
圖九.   玻璃陶瓷反應界面之EPMA分析(A)SEI，(B)Ba，(C)Ti，(D)Sr
圖十    900℃持溫2小時之燒結條件下，LBSCA玻璃之SEM斷面照片(A)50倍，(B)200倍
圖十一  900℃、持溫(A)0，(B)2，(C)4，(D)8小時下，反應層之SEM
斷面照片
圖十二  不同溫度下，將圖十一(A)~(D)中所量測之反應層厚度取平方後對時間做圖
圖十三  由圖十二所得之KP，再以lnKP對溫度的倒數做圖
圖十四  添加不同玻璃配比之介電陶瓷於900℃持溫2小時燒結後之
介電常數及介電損失
圖十五  添加不同玻璃配比之介電陶瓷於900℃持溫2小時燒結後之
調變性

                                

五、參考文獻

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全文公開日期本全文未授權公開 (校外網路)

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