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(Pb1-xCax)(Fe1/2Nb1/2)O3-Pb(Zn1/2W1/2)O3계의 마이크로파 유전 특성에 미치는 Pb계 flux의 영향 원문보기
Effect of Pb based fluxes on the microwave dielectric properties of (Pb1-xCax)(Fe1/2Nb1/2)O3-Pb(Zn1/2W1/2)O3 system

  • 저자

    薛忠義

  • 학위수여기관

    수원대학교

  • 학위구분

    국내석사

  • 학과

    電子材料工學

  • 지도교수

  • 발행년도

    2000

  • 총페이지

    ix, 92 p.

  • 키워드

    (Pb1-xCax)(Fe1/2Nb1/2)O3-Pb(Zn1/2W1/2)O3계 유전 Pb계 flux;

  • 언어

    kor

  • 원문 URL

    http://www.riss.kr/link?id=T8954327&outLink=K  

  • 초록

    (Pb_1 x_Ca_x)(Fe_1/2Nb_1/2)O_3(PCFN)계(0.50≤x≤0.60)의 경우 Pb(α_pb=6.58Å)보다 낮은 이온 분극률을 갖는 Ca(α_Ca=3.16Å)양(x)이 증가함에 따라 유전상수는 감소하였고 Qㆍf는 증가하였다. 또한 Ca양(x)이 증가함에 따라 tolerance factor가 감소하여 공전 주파수의 온도계수(TCF)는 음(-)의 방향으로 증가하였다. (1-y)(Pb_1 x_Ca_x)(Fe_1/2Nb_1/2)O_3 yPb(Zn_1/2W_1/2)O_3계에서 Pb(Zn_1/2W_1/2)O_3(PZW)를 0.05 mol에서 0.2mol까지 변화시키면서 1050℃에서 4시간 소결한 결과 PZW 0.1 mol 조성에서 perovskite 단일상 유지 및 소결성 향상에 의해 ε_r과 Qㆍf가 증가하여 Ca가 0.55에서는 ε_r=97.73, Qㆍf=4792(5GHz)였으며 Ca가 0.6에서는 ε_r=87.49, Qㆍf=5713(5.2GHz)이었고 그 이상의 PZW 첨가 시에는 ε_r과 Qㆍf모두 감소하였다. 또한 PZW가 증가함에 따라 tolerance factor가 증가하여 공진 주파수의 온도 계수(TCF)는 모두 양(+)의 방향으로 증가하여 PZW가 0.1 mol인 조성 시편을 1000℃에서 4시간 소결한 경우, Ca가 0.55인 경우 TCF는 +74ppm/℃였으며 Ca가 0.6인 경우에는 TCF가 +35ppm/℃이었다. 이에 따라 ε_r과 Qㆍf가 최대값을 가진 PZW 0.1 mol 조성과 TCF가 +35ppm/℃으로 Ca가 0.55일 때보다 낮은 조성인 0.9(Pb_0.4Ca_0.6)(Fe_1/2Nb_1/2)O_3-0.1Pb(Zn_1/2W_1/2)O_3계에 융용점이 낮은 Pb계 flux(0.5PbO-0.5V_2O_5, 0.85PbO-0.15V_2O_5, 0.975PbO-0.025SnO_2, 그리고 0.85 PbO-0.15PbOㆍWO_3)를 첨가하였다. 0.85PbO-0.15V_2O_5를 첨가하여 소결한 경우, 단일상의 perovskite구조를 얻을 수는 없었으나 1.0 wt%까지 첨가량이 증가함에 따라 밀도의 증가와 함께 ε_r과 Qㆍf가 증가하였다 (ε_r=85.35, Qㆍf=5248), 0.975PbO-0.025SnO_2를 첨가하여 1000℃에서 소결 한 경우, 3.0 wt% 까지는 단일상의 perovskite 구조를 얻을 수 있었으며 첨가량이 2.5 wt%까지는 ε_r과 Qㆍf가 증가하여 유전상수는 91.95, Qㆍf는 5938(5.1GHz)정도의 최대값을 얻었으며 그 이상의 첨가 시에는 ε_r과 Qㆍf모두 감소하였다. 0.85PbO-0.15PbOㆍWO_3를 첨가하여 1000℃에서 소결하였을 때에는 첨가량이 2.0wt%까지는 단일상의 perovskite 구조를 얻을 수 있었고 ε_r과 Qㆍf 모두 증가하여 ε_r=92.04, Qㆍf=6014(5.1GHz)정도의 최대값을 얻을 수 있었다. 그 이상 첨가 시에는 ε_r과 Qㆍf 모두 감소하였다. 한편 0.975PbO-0.025SnO_2와 0.85PbO-0.15PbOㆍWO_3를 첨가하여 1000℃에서 소결한 시편의 TCF는 두 flux의 첨가량이 증가함에 따라 음(-)의 방향으로 증가하여 0.975PbO-0.025SnO_2를 2.5wt%, 그리고 0.85PbO-0.15PbOㆍWO_3를 3.0wt% 첨가하였을 때 각각 +8.15ppm/℃과 +7.52ppm/℃의 값을 나타냈다.


    In the (Pb_1 x_Ca_x)(Fe_1/2Nb_1/2)O_3(0.50≤x≤0.6) system, the dieiectric constant decreased with Ca content due to the lower ionic polarizability of Ca(α_Ca=3.16Å) than that of Pb(α_pb=6.58Å) and Qㆍf increased. The temperature coefficient of the resonant coefficient (TCF) of specimens increased negatively with Ca content due to the decrease of tolerance factor. In the (1-y)(Pb_1 x_Ca_x)(Fe_1/2Nb_1/2)O_3 yPb(Zn_1/2W_1/2)O_3 system, the specimens sintered at 1050℃ for 4h showed the perovskite single phase up to the 0.1 mol of PZW and the dilectric constant and Qㆍf increased due to improved sinterbility. In case of PZW=0.1 mol, the dielectric propertics of the specimens sintered at 1050℃ for 4hr showed k of 97.73, Qㆍf value of 4792(5GHz) when Ca was 0.55 and k of 87.49, Qㆍf value of 5713(5.2GHz) when Ca was 0.6. However, dielectric properties decreased with PZW content further increased. TCF of the specimens sintered at 1050℃ for 4h increased positively with PZW due to the increase of tolerance factor. when Ca was 0.55 and 0.6, TCF of specimens were +74ppm/℃and +35ppm/℃, respectively. Based on the above results, 0.9(Pb_0.4Ca_0.6)(Fe_1/2Nb_1/2)O_3-0.1Pb(Zn_1/2W_1/2)O_3 system is selected and also its composition is modified by adding Pb-fluxes, such as 0.5PbO-0.5V_2O_5, 0.85PbO-0.15V_2O_5, 0.975PbO-0.025SnO_2, and 0.85 PbO-0.15PbOㆍWO_3 with lower eutectic points. When 0.85PbO-0.15V_2O_5 was added, Up to 1.0 wt%, density and dielectric properties improved even though single perovskite phase were not obtained. The dielectric properties of the specimens sintered at 1000℃ for 4h showed ε_r of 85.35, Qㆍf value of 5248(4.8GHz). In the case of flux added specimens, the single perovskite phase were sustained up to 3.0 wt% and maximum dielectric values were obtained at 2.5wt%(ε_r=91.95, Qㆍf=5938 at 5.1GHz). However, dielectric properties decreased with increasing flux above 2.5 wt%, When 0.85 PbO-0.15PbOㆍWO_3 was added, the specimens sintered at 1000℃ for 4h showed single perovskite phase up to 2.0 wt% and maximum values ε_r of 92.04, Qㆍf of 6014 at 5.1GHz were at 2.0 wt% as 0.85 PbO-0.15PbOㆍWO_3. TCF of specimens sintered at 1000℃ for 4h which added 0.975PbO-0.025SnO_2 and 0.85PbO-0.15PbOㆍWO_3 increased negatively. When 2.5 wt% 0.975PbO-0.025SnO_2 and 0.85PbO-0.15PbOㆍWO_3 were added in PCFN-PZW ceramics, their TCF were +8.15ppm/℃ and +7.52ppm/℃ respectively.


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