低温烧结CuMoO4微波介质陶瓷开题报告

全文总字数：5536字

1. 研究目的与意义（文献综述）

随着现代无线电通信以及服务行业的发展和使用量的爆发式增长，现代的无线通讯行业需要性能更为优异的微波介质材料。它具有低烧结温度，超低介质损耗(速度和选择性)，低或匹配的热膨胀系数，以及合适的介电常数，低温共烧陶瓷(ltcc)技术使多层微波器件具有优异的介电性能和低熔点金属电极共烧，近年来备受关注，此外，低烧结温度还具有节能和低成本的额外好处。

可与铝电极共烧、烧结温度低于700℃的介质陶瓷引起了人们的广泛关注。从而为超低温共烧陶瓷技术(ultcc)的发展铺平了道路。具有超低烧结温度的无玻璃介电陶瓷由于其电子应用的良好的介电性能也越来越受到人们的重视，而这些材料大多属于钼酸盐、碲酸盐和钒酸盐体系。cumoo₄微波介质陶瓷就是其中之一。在钼酸盐中，cumoo₄以α和γ两种不同的同素异形体形式存在，并具有热致变色和压电变色性质。亮绿色α相在高温/低压下稳定，其结构由[cuo₅]多面体、[cuo₆]多面体和[moo₄]四面体组成。低温高压γ异形体为红棕色，结构由[cuo₆]和[moo₄]八面体组成。由于这种结构安排，cumoo₄在常压下200k左右和室温下250mpa的压力下，在相变附近显示出明显的可逆的颜色变化，这使得它具有很高的技术价值，无论作为压力传感器还是温度传感器，其相变温度的精确控制都是其实际应用的关键，化学掺杂往往是控制相变温度的重要手段。通过在cumoo₄中用w取代mo，可以改变其相变温度cumoo₄中mo掺杂w提高了结构相变温度，从而改善了cumoo₄在rt-100°c温度范围内的热致变色性能，特别是在x为0.06时，cumo_1-xw_xo₄的变色性能优于cumoo₄，通过将w的掺杂量从x=0.06增加到0.12时，结构相变的温度从大约50°c提高到大约120°c ikuo yanase等进一步研究了zn掺杂cumo_0.94w_0.06o₄对其相变和热致变色性能的影响。

结果表明，掺zn的cumo_0.94w_0.06o₄促进了γ相向α相的转变，颜色变化更加显著。除此以外，cumoo₄具有吸引人的介电和热性能，适用于ultcc应用。其常用的制备方法有溶胶-凝胶法和传统的固相反应法。nina joseph使用固相法以高纯cumoo₄(cmo)为原料，采用固相法制备了cumoo₄(cmo)：将试剂级原料cuo和moo₃(大于99%，alfa aesar)称量，用氧化钇稳定氧化锆(ysz)球在无水乙醇中球磨24h。将得到的混合物干燥，并在550°c下煅烧12h。将煅烧后的粉末再次球磨16h，得到粒度均匀的粉末以5wt%的聚乙烯醇(pva)为粘结剂，在100 mpa的压力下，将制得的粉末压制成直径10 mm、厚度5 mm的圆柱形，进行微波测量。在600700°c的温度范围内烧结得到了绿色陶瓷芯块并测量和计算了其各项性能参数。包括，相对介电常数温度系数(τε)，孔隙率，热膨胀系数，热重分析曲线，致密度以及介电损耗率。

2. 研究的基本内容与方案

1.基本内容

①．查阅不少于15篇相关文献资料，其中近5年英文文献不少于3篇，了解国内外相关研究概况和发展趋势，了解选题对社会、健康、安全、成本以及环境等的影响；

②．完成不少于5000字的英文文献翻译；

3. 研究计划与安排

第1-3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。；

第4-6周：按照设计方案，以ag₂o作为烧结助剂通过固相法合成cumoo₄。

第7-11周：完成材料的表征及性能测试；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 张高群, 汪宏. 超低温烧结微波介质陶瓷研究进展[j]. 硅酸盐学报，2017, 45(9): 1256-1264.[2] glass-free cumoo₄ ceramic withexcellent dielectric and thermal properties for ultralow temperature cofiredceramic applications[j]. acs sustainable chemistry engineering, 2016,4(10):5632-5639.[3] ito t , takagi h , asano t . drastic and sharp change in color, shape, andmagnetism in transition of cumoo₄ single crystals[j]. chemistry ofmaterials, 2009, 21(14):3376-3379.

[4]wiesmann m et al 1997 p–t phase diagram of cumoo₄ j. solid state chem.

[5]effect of w doping on phase transitionbehavior and dielectric relaxation of cumoo₄ obtained by a modified sol-gel method to cite thisarticle: xiusheng wu et al 2020 mater. res. express 7 016309