非低熔点复合氧化物助烧的LTCC介质材料及其烧结机理研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:61871369
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:67.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:F0122.物理电子学
- 结题年份:2022
- 批准年份:2018
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2019-01-01 至2022-12-31
- 项目参与者:马名生; 刘峰; 山巍; 梁永源; 李文龙; 李松韬; 杨燕;
- 关键词:
项目摘要
Low temperature cofired ceramics (LTCC) technology is one of the most important way for fabricating miniaturized, integrated, and multifunctional devices. The development of emerging wireless communication and information electronic system demands high performance LTCC dielectric materials with ultra-low dielectric loss, high mechanical strength and high thermal conductivity. This project proposed to develop this kind of high performance LTCC materials using high performance microwave dielectrics like alumina, magnesium titanate as matrix and oxide composite without low melting point compounds as sintering aid. High throughput experimental method will be used to screen and optimize the composition of the oxide composite sintering aids. The phase composition, reactivity with matrix, and the eutectic point with matrix of the oxide composite sintering aids will be investigated to find the scientific theme of sintering aid selection. The low temperature sintering mechanism will be studied by the grain boundary phase and composition analysis, interface microstructure analysis of the natural cooled samples and quenched samples from high temperature. The effects of grain size and sintering atmosphere will also be investigated. The low temperature sintering mechanism and the scientific evidence of oxide composite sintering aid selection would be clarified through the profound investigation of this project, which would promote the development of LTCC dielectric materials with excellent dielectric, mechanical and thermal performance.
低温共烧陶瓷(LTCC)技术是实现电子元器件小型化、集成化和多功能化的重要技术途径,具有优良介电、力学和热学综合性能的LTCC介质材料是更高工作频率、更小尺寸和更高集成密度的电子器件开发的迫切需求。本项目提出采用非低熔点复合氧化物助烧剂来降低微波介质材料的烧结温度,从而获得高性能LTCC介质材料。将以氧化铝和钛酸镁两种具有代表性的材料为基质,采用高通量实验技术来优化复合氧化物烧结助剂的组成;通过复合氧化物助烧剂的物相分析、与基质材料的反应特性及低共熔特性分析探索优良助烧剂选择的科学依据;通过晶界相及成分、界面微结构等分析研究助烧剂作用下的低温烧结机理;通过不同粒径及不同气氛条件下材料烧结特性分析研究影响烧结动力学的因素,阐明通过非低熔点复合氧化物助烧来获得高性能LTCC介质材料的烧结机理及助烧剂选择依据,为研制具有优良介电、力学和热学综合性能的LTCC介质材料奠定科学和技术基础。
结项摘要
针对LTCC材料低温烧结与优良性能难于保持的矛盾问题,本项目提出采用非低熔点氧化物助烧来实现低温烧结的思路,主要研究内容包括低温烧结复合氧化物助烧剂的选择和优化、低温烧结机理研究、影响复合氧化物助烧效果的因素及材料结构性能关系研究。项目研究中以CuO-Nb2O5-TiO2复合氧化物体系为基础,系统研究了该复合氧化物体系对Al2O3、ZnAl2O4、ZrO2、MgO等材料的助烧效果,发现了系列新的烧结现象,结合高分辨投射电镜、电学、力学、热学性能综合表征,阐明了界面纳米非晶膜(界面皮相)对促进活化烧结的作用,研制出了电-热-力综合性能优良的CuO-Nb2O5-TiO2+Al2O3体系LTCC新材料,介电常数12.6,Q׃~7400 GHz,抗折强度~320 MPa,热导率~18.64 W/m·K。探索了4Cu-Fe-4Nb、4Cu-Ni-4Nb、4Cu-Mn-4Nb、4Cu-Ti-4Mn等三元复合氧化物体系的助烧效果,发现Cu离子在助烧中起关键作用。作为项目的拓展研究,把机器学习方法引入到新型LTCC微波介质材料预测,获得了低熔点微波介质材料预测模型,预测设计了系列低本征烧结温度的新材料。在本项目的资助下,正式发表科研论文7篇,申请发明专利2项(其中1项已授权);培养硕士、博士研究生5名。本项目圆满完成了预定研究任务,项目研究成果不仅有重要的应用价值,对高性能LTCC介质材料开发有重要的指导和借鉴意义。
项目成果
期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
Low-temperature sintering of ZnAl2O4 ceramics with 4CuO-TiO2-2Nb2O5 composite oxide sintering aid
4CuO-TiO2-2Nb2O5复合氧化物烧结助剂低温烧结ZnAl2O4陶瓷
- DOI:10.1080/00150193.2021.2014270
- 发表时间:2022
- 期刊:Ferroelectrics
- 影响因子:0.8
- 作者:Yan Yang;Mingsheng Ma;Yongzhe Wang;Zhifu Liu;Faqiang Zhang;Yongxiang Li
- 通讯作者:Yongxiang Li
The dielectric properties of some ceramic substrate materials at terahertz frequencies
一些陶瓷基板材料在太赫兹频率下的介电性能
- DOI:10.1016/j.jeurceramsoc.2019.06.012
- 发表时间:2019
- 期刊:Journal of the European Ceramic Society
- 影响因子:5.7
- 作者:Mingsheng Ma;Yi Wang;Miguel Navarro-Cia;Feng Liu;Faqiang Zhang;Zhifu Liu;Yongxiang Li;Stephen M. Hanham;Zhangcheng Hao
- 通讯作者:Zhangcheng Hao
Low-temperature sintering of Al2O3 ceramics doped with 4CuO-TiO2-2Nb2O5 composite oxide sintering aid
4CuO-TiO2-2Nb2O5复合氧化物烧结助剂掺杂Al2O3陶瓷的低温烧结
- DOI:10.1016/j.jeurceramsoc.2020.06.068
- 发表时间:2020
- 期刊:Journal of the European Ceramic Society
- 影响因子:5.7
- 作者:Yan Yang;Mingsheng Ma;Faqiang Zhang;Feng Liu;Guanyu Chen;Zhifu Liu;Yongxiang Li
- 通讯作者:Yongxiang Li
Structure and Microwave Dielectric Properties of Gillespite-Type ACuSi4O10 (A = Ca, Sr, Ba) Ceramics and Quantitative Prediction of the Q × f Value via Machine Learning
Gillespite 型 ACuSi4O10 (A = Ca, Sr, Ba) 陶瓷的结构和微波介电性能以及通过机器学习定量预测 Q × f 值
- DOI:10.1021/acsami.1c01909
- 发表时间:2021
- 期刊:ACS Applied Materials & Interfaces
- 影响因子:--
- 作者:Jincheng Qin;Zhifu Liu;Mingsheng Ma;Feng Liu;Ze-Ming Qi;Yongxiang Li
- 通讯作者:Yongxiang Li
Machine learning approaches for permittivity prediction and rational design of microwave dielectric ceramics
用于微波介电陶瓷介电常数预测和合理设计的机器学习方法
- DOI:10.1016/j.jmat.2021.02.012
- 发表时间:2021
- 期刊:Journal of Materiomics
- 影响因子:9.4
- 作者:Jincheng Qin;Zhifu Liu;Mingsheng Ma;Yongxiang Li
- 通讯作者:Yongxiang Li
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:{{ item.doi || "--"}}
- 发表时间:{{ item.publish_year || "--" }}
- 期刊:{{ item.journal_name }}
- 影响因子:{{ item.factor || "--"}}
- 作者:{{ item.authors }}
- 通讯作者:{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
其他文献
Synthesis and electrochemical properties of CeO(2) nanoparticle modified TiO(2) nanotube arrays
CeO(2)纳米粒子修饰TiO(2)纳米管阵列的合成及电化学性能
- DOI:--
- 发表时间:2011-02-28
- 期刊:
- 影响因子:--
- 作者:文豪;刘志甫;杨群保;李永祥.;J. Yu
- 通讯作者:J. Yu
Passive wireless gas sensor based on low temperature co-fired ceramic substrate and manufacturing method thereof
基于低温共烧陶瓷基板的无源无线气体传感器及其制造方法
- DOI:--
- 发表时间:2015-07-08
- 期刊:Chemical Engineering Science
- 影响因子:4.7
- 作者:马名生;刘志甫;山巍;李永祥.
- 通讯作者:李永祥.
Facile synthesis of Nb2O5 nanorod array films and their electrochemical
Nb2O5 纳米棒阵列薄膜的简易合成及其电化学
- DOI:10.1016/j.apsusc.2011.07.001
- 发表时间:2011-07-07
- 期刊:Biochemical and Biophysical Research Communications
- 影响因子:3.1
- 作者:文豪;J. Yu;刘志甫;王娇;杨群保;李永祥.
- 通讯作者:李永祥.
(Nb, Al)共掺BaTiO3陶瓷的巨介电及介电弛豫现象
- DOI:10.15541/jim20160280
- 发表时间:2017-01-13
- 期刊:Journal of Inorganic Materials
- 影响因子:1.7
- 作者:黄栋;吴颖;苗纪远;刘志甫;李永祥
- 通讯作者:李永祥
Flaky vanadium dioxide film material and preparation method thereof
- DOI:10.1177/09636897231213271
- 发表时间:2013-10-25
- 期刊:Cell Transplantation
- 影响因子:3.3
- 作者:许东芳;屈钰琦;刘志甫;李永祥.;何其庄
- 通讯作者:何其庄
其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:{{ item.doi || "--" }}
- 发表时间:{{ item.publish_year || "--"}}
- 期刊:{{ item.journal_name }}
- 影响因子:{{ item.factor || "--" }}
- 作者:{{ item.authors }}
- 通讯作者:{{ item.author }}
内容获取失败,请点击重试
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:
AI项目摘要
AI项目思路
AI技术路线图
请为本次AI项目解读的内容对您的实用性打分
非常不实用
非常实用
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
您认为此功能如何分析更能满足您的需求,请填写您的反馈:
刘志甫的其他基金
共掺杂钙钛矿基巨介电材料性能调控及其巨介电机理研究
- 批准号:51572279
- 批准年份:2015
- 资助金额:64.0 万元
- 项目类别:面上项目
二维过渡金属硫化物纳米材料气敏特性及其传感器研究
- 批准号:61371060
- 批准年份:2013
- 资助金额:84.0 万元
- 项目类别:面上项目
相似国自然基金
{{ item.name }}
- 批准号:{{ item.ratify_no }}
- 批准年份:{{ item.approval_year }}
- 资助金额:{{ item.support_num }}
- 项目类别:{{ item.project_type }}
相似海外基金
{{
item.name }}
{{ item.translate_name }}
- 批准号:{{ item.ratify_no }}
- 财政年份:{{ item.approval_year }}
- 资助金额:{{ item.support_num }}
- 项目类别:{{ item.project_type }}