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研究生: 林明
Lin, Min-ming
論文名稱: 二氧化鈦與氧化鋅奈米線之溶液法製備、燒結與微波介電特性研究
Microwave Dielectric Properties of sintered TiO2 and ZnO Nanowires Prepared from Chemical Solution Methods
指導教授: 施權峰
Shih, Chuan-feng
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電機資訊學院 - 電機工程學系
Department of Electrical Engineering
論文出版年: 2009
畢業學年度: 97
語文別: 中文
論文頁數: 89
中文關鍵詞: 氧化鋅二氧化鈦水熱法
外文關鍵詞: Zn2TiO4, TiO2, ZnO, hydrothermal
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  • 本論文以水熱法合成氧化鋅和二氧化鈦奈米線,透過無煆燒法合成Zn2TiO4 陶瓷,並以二氧化鈦微量添加進行固態法燒結合成。
    在水熱法合成氧化鋅和二氧化鈦奈米線的研究中,藉由控制反應
    時間、溶液酸鹼值、反應溫度、濃度等參數,合成高比表面積之氧化鋅和二氧化鈦奈米線,同時具有高純度、均勻性佳、再現性佳等特點,無需昂貴設備即可在低溫下大量生產奈米級粉末。
    氧化鋅和二氧化鈦奈米線以無煆燒法合成Zn2TiO4,在低於一千
    度的燒結溫度便可燒結成功。Zn2TiO4陶瓷的微波介電特性:k = 24、τf = -25 ppm/oC。
    Zn2TiO4添加 2 ~ 12 wt% 的二氧化鈦以固態法燒結合成,由實驗
    結果顯示,在燒結溫度970oC 下,添加量x=8 wt.%,此時材料之介電常數(k)為24、共振之品質因數Qxf 為37000;在燒結溫度970oC 下,添加量x=12 wt%,此時材料之共振頻率之溫度飄移係數達τf = 0ppm/oC。材料系統Zn2TiO4+xTiO2(x=2 ~12 wt. %)在低溫下,擁有高Qxf 值、高k 及τf = 0 ppm/oC。

    In this paper, The ZnO and TiO2 nanowires were synthesized
    separately using hydrothermal method. A calcination-free solid-state sintering process was using ZnO and TiO2 nanowires as starting materials to synthetic Zn2TiO4,and added a trace of TiO2 nanowires for synthesis of solid-state sintering method.
    Hydrothermal synthesis of the ZnO and TiO2 nanowires study, by controlling the reaction time, solution pH, reaction temperature,concentration and other parameters, synthesis of high surface area titanium dioxide and zinc oxide nanowire. They have high purity, good uniformity, excellent reproducibility, etc., without expensive equipment can be mass produced nano-powder at low temperature. The ZnO and TiO2 nanowires by calcination-free solid-state sintering process synthesis Zn2TiO4, in less than a thousand degrees can be successfully sintered.Zn2TiO4 ceramic microwave dielectric properties: k = 24, τf = -25 ppm/oC.
    Add 2 ~ 12 wt% Titanium dioxide to synthesis Zn2TiO4 of
    solid-state sintering method. By the experimental results showed that,Zn2TiO4 at the sintering temperature 970oC, add x = 8 wt%, The microwave dielectric constant (k) for 24, Q x f for 37000. Sintering temperature at 970 oC, add the amount of x = 12 wt. % of TiO2 nanowires,the resonance frequency of temperature coefficient τf = 0 ppm/oC.Zn2TiO4 system, add xTiO2 (x = 2 ~ 12 wt %), at a low sintering temperature, it has a high Q x f value, high-k and τf = 0 ppm/oC.

    中文摘要 ................................................................................................................................. III Abstract ................................................................................................................................. IV 致謝 .................................................................................................................................. V 目錄 ................................................................................................................................. VI 表目錄 ............................................................................................................................... VIII 圖目錄 ................................................................................................................................. IX 第一章 序論 1 1-1 前言 1 1-2 研究動機 2 1-3 研究目的 2 第二章 文獻回顧 3 2-1 陶瓷燒結理論 3 2-1-1 介電材料的微波特性 3 2-1-2 燒結理論 8 2-1-3 燒結理論及工藝 8 2-1-4 煆燒對燒結之影響 9 2-1-5 燒結過程分析 10 2-2 微波陶瓷量測理論 11 2-2-1 介電共振器 11 2-2-2 介電共振器理論 12 2-2-3 微波特性的量測 13 2-3 水熱法製程 17 2-3-1 氧化鋅奈米線特性與製備 22 2-3-2 二氧化鈦奈米線特性與製備 25 2-4 比表面積測量法 26 第三章 實驗方法 35 3-1 實驗材料及儀器 35 3-2 奈米線製備 36 3-2-1 水熱法製備氧化鈦奈米線 36 3-2-2 水熱法製備氧化鋅奈米線 37 3-3 無煆燒法合成Zn2TiO4微波介電陶瓷 38 3-3-1 無煆燒法合成Zn2TiO4製程 39 3-3-2 無煆燒法合成Zn2TiO4分析 40 3-4 固態法燒結合成Zn2TiO4+xTiO2微波介電陶瓷 41 3-4-1 固態燒結法合成Zn2TiO4+xTiO2製程 41 3-4-2 固態燒結法合成Zn2TiO4+xTiO2分析 42 3-5 量測分析 42 3-5-1 X-ray繞射分析儀 42 3-5-2 掃描式電子顯微鏡 43 3-5-3 熱差/熱重分析儀 43 3-5-4 氮氣物理吸脫附實驗 44 3-5-5 密度量測 44 3-5-6 微波特性量測 44 第四章 結果討論 49 4-1 水熱法合成氧化物奈米線 49 4-1-1 氧化鈦奈米線結構分析 49 4-1-2 市售奈米級氧化鈦粉末分析 50 4-1-3 氧化鋅奈米線結構分析 50 4-2 無煆燒法合成Zn2TiO4特性量測與分析 53 4-2-1 無煆燒法合成Zn2TiO4 DT-TGA、SEM、XRD、TEM分析 54 4-2-2 無煆燒法合成Zn2TiO4介電特性量測與分析 56 4-3 固態法燒結合成Zn2TiO4+xTiO2特性量測與分析 57 4-3-1 固態法燒結合成Zn2TiO4+xTiO2SEM、XRD、TEM分析 58 4-3-2 固態法燒結合成Zn2TiO4+xTiO2介電特性量測與分析 59 第五章 結論 86 第六章 未來展望 87

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    下載圖示 校內:2019-07-20公開
    校外:2019-07-20公開
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