I

崑 山 科 技 大 學 電子工程系

實務專題報告

FeNbO4微波介電陶瓷之研究

專題生:黃茂原

指導教授:劉依政、蔡文周

中 華 民 國 103 年 7 月

II

I

FeNbO4微波介電陶瓷之研究

黃茂原* 劉依政** 蔡文周**

崑山科技大學 電子工程系

摘 要

本研究以反應燒結法製備 FeNbO4陶瓷，混合後原料粉末未經煆

燒，直接壓模成型並進行燒結。並以 X-Ray Diffraction (XRD)與

Scanning Electron Microscopy (SEM)觀察結晶相與微結構。在

1050-1250 oC 燒結 2-6 小時，可得到 FeNbO4陶瓷(包含 ixiolite 與

wolfamite 結構 FeNbO4)。在 1200 oC 燒結 6 小時可獲得最佳密度 5.38

g/cm3達理論密度值 99.5%，最佳收縮率 19.83%，1150 oC 以上燒結可

發現>6 μm之晶粒，反應燒結法是製備高密度FeNbO4陶瓷有效方法。

在 1250℃/4h 燒結時可獲得佳微波介電特性，介電常數 εr ＝4.72，品

質因數 Qf＝3819 GHZ、共振頻率溫度係數 τf ＝4.76 ppm/°C。

＊：學生 ＊＊：指導教授

II

目錄

摘要 ............................................................................................................. I

目錄 ............................................................................................................ II

圖目錄 ........................................................................................................ V

表目錄 ..................................................................................................... VII

第一章、緒論

1-1 前言 ...................................................................................... 1

1-2 文獻回顧與探討 ..................................................................... 2

1-3 研究目的 ............................................................................ 3

第二章、理論基礎

2-1 微波介電材料 .......................................................................... 4

2-2 微波介電特性量測 .................................................................. 5

2-2-1 介電原理 .................................................................... 5

2-2-2 微波量測之理論 ...................................................... 9

2-2-3 介電常數量測 ........................................................ 13

2-2-4 介電品質因數之量測 ............................................ 16

2-2-5 共振頻率溫度係數之量測 ........................................... 18

2-3 燒結原理 ..................................................................................... 19

III

2-3-1 晶粒成長與再結晶 ....................................................... 20

2-3-2 燒結種類 ....................................................................... 21

2-3-3 影響燒結因素 ............................................................... 24

第三章、實驗步驟與過程

3-1 實驗步驟 ................................................................................... 27

3-1-1 燒結條件 ..................................................................... 30

3-1-2 燒結溫度曲線 ............................................................. 30

3-2 陶瓷試片之特性分析量測 ..................................................... 31

3-2-1 陶瓷片密度之量測 ..................................................... 31

3-2-2 相對直徑收縮率百分比之量測 ................................... 32

3-2-3 掃描式電子顯微鏡(SEM) ........................................ 32

3-2-4 X射線繞射儀(XRD) ................................................. 32

3-2-5 介電常數之量測 ...................................................... 32

第四章、結果與討論

4-1 XRD分析及探討 ...................................................................... 35

4-2 密度與收縮率分析及探討 ....................................................... 37

4-3 掃描式電子顯微鏡(SEM)分析微結構及探討........................ 40

4-4 微波介電特性分析及探討 ....................................................... 45

第五章、結論........................................................................................... 46

IV

參考文獻 ................................................................................................... 47

V

圖目錄

圖 2-1 四種極化機制意示圖 ................................................................ 7

圖 2-2 頻率影響極化機制意示圖 ........................................................ 8

圖 2-3 介電共振器分析圖 .................................................................. 10

圖 2-4 微波介電係數量測裝置示意圖 .............................................. 14

圖 3-1 反應燒結法製作流程圖 ........................................................... 29

圖 3-2 FeNbO4 反應燒結製程之燒結溫度曲線 ............................... 30

圖 3-3 微波特性量測夾具 (A)示意圖；(B)實體圖 .......................... 34

圖 4-1 FeNbO4 陶瓷燒結 2 小時的 XRD 分析圖 ............................. 36

圖 4-2 FeNbO4 陶瓷在 1050~1250oC 燒結 2~6 小時的密度曲線圖

..................................................................................................................... 9

圖 4-3 FeNbO4陶瓷在 1050~1250oC 燒結 2~6 小時的收縮率曲線圖

................................................................................................................... 39

圖 4-4 FeNbO4陶瓷燒結 2小時(A) 1050oC、(B) 1100oC、(C)1150oC、

(D) 1200oC、(E) 1250oC 之 SEM 圖(倍率 3000x) .............. 42

圖 4-5 FeNbO4陶瓷燒結 4小時(A) 1050oC、(B) 1100oC、(C)1150oC、

(D) 1200oC、(E) 1250oC 之 SEM 圖(倍率 3000x) .............. 43

圖 4-6 FeNbO4陶瓷燒結 6小時(A) 1050oC、(B) 1100oC、(C)1150oC、

(D) 1200oC、(E) 1250oC 之 SEM 圖(倍率 3000x) .............. 44

VI

表目錄

表 3-1 FeNbO4 反應燒結製程之燒結條件 ........................................ 30

表 4-1 FeNbO4陶瓷在 1400~1500oC 燒結 2~10 小時的密度值 ...... 38

表 4-2 FeNbO4陶瓷燒結在不同溫度和持溫時間的收縮率 ............. 38

1

第一章、緒論

1-1 前言

近年來，由於衛星科技和行動通訊系統的快速發展，所以電子產

品越來越輕薄短小化，使得在微波/無線通訊系統中，作為振盪器和

濾波器用之微波共振器成為不可或缺的元件。

其最主要的原因是因為微波共振器有降低微波/無線通訊元件尺

寸的能力，使得微波元件小型化；理想微波共振器材料需具有高介電

常數(εr > 20)、高介電品質因數(Q > 3000)以及良好之共振頻率溫度穩

定性(–20 < τf < +20 ppm/oC)。

已有多種材料被使用在微波元件的製造上，典型微波介電共振器

的應用包括 :微波振盪器 (Oscillator)、介電共振濾波器 (Dielectric

Resonator Filter；DRF)、雷達測速器(Radar Detectors)、蜂巢式行動電

話和全球定位衛星(Global Positioning Satellite；GPS)等等，其中介電

共振濾波器是微波頻帶通訊中之關鍵的零件，是衛星及行動通訊與軍

事用途上的重要元件。

FeNbO4是製造單一相 Pb(Fe1/2Nb1/2)O3陶瓷時重要的先驅物，先

合成 FeNbO4 再與 PbO 反應可避免 pyrochlore 相生成而得到單一相

Pb(Fe1/2Nb1/2)O3。FeNbO4也被研究發現可應用於氣體感測器、觸媒、

光偵測器及磁性元件。然而就我們知識所及，尚未有研究 FeNbO4陶

2

瓷微波介電特性之相關文獻，因此在本專題中研究 FeNbO4之微波介

電特性。

1-2 文獻回顧與探討

2003 年學者 Liou 等人，將反應燒結法運用在製備介電陶瓷上，得

到具有高密度和高介電常數陶瓷。這個方法成功用於弛緩性鐵電材料

及微波介電陶瓷材料中，能省略傳統固態反應法中所需的煆燒步驟

[1-7]。

2006 年 Kim等學者研究 RENbO4 (RE = La, Nd, Sm, Dy, Er, Lu) 陶

瓷微波介電特性，發現 LaNbO4具有 εr = 19.3，Q×f = 54400 GHz，τf =

9 ppm/oC 之優良特性[8]。

2010年Lee等學者發現添加CuO可使LaNbO4燒結溫度自 1250℃

降至 950℃。添加 3 wt％CuO 可在 950℃/2h 燒結後，得到 εr = 19.5，

Q×f = 49000 GHz，τf = 1 ppm/oC 之優良特性[9]，所以很適合應用在衛

星科技和行動通訊系統上。

本實驗室林俊賢以反應燒結法製備AlNbO4微波介電陶瓷，在

1400-1500℃燒結2小時可得到單一相AlNbO4陶瓷。1500℃燒結4小時

可達理論密度4.35 g/cm3之95.4%[32]。邱琮諺以反應燒結法製備

CrNbO4微波介電陶瓷，在1200 ℃到1500 ℃燒結2小時，可得到單一相

CrNbO4。添加3wt%CuO之CrNbO4陶瓷燒結在1300 ℃持溫2小時可得

3

到最佳相對密度98.4% [31]。

1999 年 Ananta 等學者使用 rapid vibro-milling 技術合成 FeNbO4

粉末，可得到 100％ orthorhombic 之 α-PbO2型 FeNbO4 [10]。

2004 年 Chen 學者使用 mechanochemical 技術製備 FeNbO4，經過

高能量球磨後之 Fe2O3與 Nb2O5以 900℃煆燒後可得單一相

FeNbO4[11]。因此我們嘗試以反應燒結法製備 FeNbO4陶瓷進一步探

討微波介電特性。

1-3 研究目的

本論文主要內容是以反應燒結法製備 FeNbO4微波介電陶。我們

使用 X-ray 繞射分析(XRD)、掃描式電子顯鏡(SEM)及阿基米德法來

分析 FeNbO4微波介電陶瓷的生成相、微結構以及密度，並且探討對

其微波特性之影響。

在本論文中將作下列之探討：

(1) 反應燒結製程可行性的完整驗證。

(2) 燒結溫度的影響。

(3) 燒結持溫時間的影響。

(4) 微結構之分析探討。

(5) 微波介電特性之分析探討。

4

第二章、理論基礎

2-1 微波介電材料

微波介電材料都需具備良好之介電特性，如高介電係數、高品

質因數、低介電損耗以及穩定的共振頻率。

以微波介電材料為主體的介電共振器，依古典電磁波理論可得

知，當電磁波在介質體與空氣介面所產生之反射波

語入射波產生加強性干涉時，會在介質體內產生駐波，此現象稱為共

振(Resonance)。

一般而言，在微波介電材料的應用上，需具備三種重要的介電特性：

(1) 介電常數（Dielectric Constant，εr ）：

因為介電共振器的尺寸和 ε 成反比，εr越高其共振器尺寸越小，

一般要求 20＜εr＜100，故選擇高介電常數之材料可將尺寸縮小化。

(2) 品質因數（Quality Factor，Q）：

所謂品質因數(Q)，即為共振器內電磁能之儲存與散失的比值。

品質因數越高，相對的表示電磁能的儲存就越大。且因為材料的介電

損耗 tanδ=1/Q，所以 Q 值越大，介電損耗越低。一般應用上 Q 值

要求在 3000 以上較適用。而 Q 值會受到陶瓷材料成份的組成、緻

5

密性、微結構及缺陷的影響。

(3) 共 振 頻 率 溫 度 係 數 （ Temperature Coefficient of

Resonant Frequency，τf ）：

共振頻率溫度係數（τf ）為共振頻率隨溫度變化之係數，頻率

溫度係數較小或甚至趨近於零可以穩定共振頻率，以避免因為溫度變

化而產生劇烈的漂移，一般要求在±20 ppm/ °C 以內。而更實用的範

圍是在-10

6

示。

(1) 電子極化（Electron Polarization）：

當頻率在紫外線範圍內即大於 1015Hz 時，原子內之電子雲因外

家電場的影響，使其偏向一邊，在所有的材料均會有這種現象發生。

(2) 離子極化（Ionic Polarization）：

在頻率約為 1012~1013Hz 時，來自陽離子與陰離子的相對位移所

引起，發生頻率約為紅外線範圍。

(3) 電偶極極化（Dipole Polarization）：

又稱為方向極化（Orientation Polarization），在頻率約為 102~1012

時，當外電場加於原本不平衡的電荷分佈的分子或錯於離子中時，這

些電荷(電偶極)將順著電場平行排列。

(4) 空間電荷極化（Space Charge Polarization）：

在頻率低於 103Hz 時，可移動的電荷，或材料中存有的淨電荷受

到界面阻撓或被材料拘留所造成。

當介電物質受外加電場影響時，其總極化量為上述四種極化機制之總

和。

7

圖 2-1 四種極化機制意示圖[14]

圖 2-1 四種極化機制意示圖[12]

8

介電材料之總極化率即為上述四者之總和且決定介電常數之大

小介電常數會隨著頻率大小而變化如圖2-2中所示，在圖中也不難發

現介電材料的總極化率和為α ( α = αe + αi + αo + αs )。隨著頻率越高

時，振盪的電偶極就越無法隨之反應，當頻率接近共振頻率時，色散

(dispersion)會發生，亦即極化會快速變化當頻率在微波和遠紅外線頻

帶內，介質本身極化會由離子極化來主導。

其原因如下所示：

(1) αo與αs跟不上頻率的變動。

(2) αe又遠不及αi 所產生之影響力。

圖 2-2 頻率影響極化機制意示圖[13]

9

當外加頻率大於極化機制的截止頻率時，此極化機制因慣性作用

跟不上外加頻率而喪失作用，造成材料介電常數下降。由圖 2-2 亦可

得知，當頻率為 100 Hz 時，極化機制可能包含空間電荷極化、方

向極化、離子極化與電子極化四種；當頻率為 10 GHz 時，極化機

制可能只包含離子極化與電子極化兩種。

由於電子極化又比離子極化小很多，所以在微波頻帶範圍內之介

電常數高低主要取決於離子極化之大小，故選擇離子極化較大的材料

可得到較高介電常數的微波介電材料。

2-2-2 微波量測之理論

依據古典電磁理論，當電磁波由一介質入射至不同介電係數的另

一介質中時，會因介電係數的不同產生改變，導致發生部份反射和部

分穿透的情形。當電磁波由空氣入射至高介電材料時，電磁波絕大多

數能量都會侷限在高介電材料內形成駐波傳送(standing wave)。在微

波頻段內，由於雜散的電容電感現象相當嚴重，因此導致無法直接測

得材料之介電特性。所以目前均採用間接量測的方式來量測。透過量

測與介電特性相關的電氣參數再加以反算出介電參數值。所以，任一

與介電材料負載相關的參數或效應，均可用來測量介電材料在微波頻

帶的特性參數。目前的平行板共振法是最常使用微波介電特性量測方

10

法，此方法可同時量測介電常數(εr)、介電損耗(tanδ) 及共振頻率溫度

係數(τf)。

介電共振器(Dielectric Resonator, 簡稱DR)，若將介電共振器因使

用環境製作成各種不同之形狀，並利用馬克斯威爾方程式(Maxwell’s

equations)，即可把介電共振器中共振的電磁波頻率和介電共振器內

外電磁場分佈的狀況求出。

圖2-3 介電共振器分析圖[13]

圖2-3為介電共振器分析圖，假設圓柱形DR高度（L）與直徑（D

= 2a；a 為半徑），介電常數（εr），位於一厚度 L2 的基板上，上

層金屬面與 DR 相距L1，假設（εr = k0）。由電磁理論可得知內部與

11

外部之電磁場均需滿足馬克斯威爾方程式和邊界條件，則每區的特性

方程式如下 [13]：

第一區：kρ1+β2=k0

2ε r (2.1)

第二區：kρ12-kz2

2=k0

2εs (2.2)

第三區：kρ12-kz3

2=k0

2 (2.3)

第四區：β2-kρ42=k0

2 (2.4)

F1(x)F2(x)-F32(x)=0 (2.5)

其中x =kρ1a，y =kρ4a 為 Jm與 Km之特徵值（eigenvalue），且

ε (2.6)

(2.7)

β

ε

(2.8)

上述方程式的符號解釋，如下所示：

Jm ：m 階第一類貝氏函數。

Km：修正的m 階第二類貝氏函數。

kρ1：DR 內徑向傳輸常數（ρ < a）。

kρ4：DR 外徑向傳輸常數（ρ > a）。

β：軸向傳輸常數。

m：描述mode 型式第一個下標整數（旋轉對稱時；m = 0）。

12

kz2，kz3：分別為區域 2 與 3 的軸向衰減常數。

上述的（2.5）公式中，可精確算出TEmnp、TMmnp 與HEMmnp 各

共振模式。由於TEmnp 與TMmnp 模式，皆為旋轉對稱無 Φ 方向變化，

所以m = 0，而n = 1（最低次振盪模式），若m ≠ 0（m = 1，2，3....）

時，這時就會產生 TE 和 TM 線性組合下的HEMmnp 模式，表示的

方程式如下：

F1(x) = 0 （TM0m 模式解） (2.9)

F2(x) = 0 （TM0m 模式解） (2.10)

F1(x)F2(x)-F32(x)=0 （HEMmn 模式解） (2.11)

DR 高度可由下式得之：

(a)TE0nδ+p與 HEMm2nδ+p (quasi-TE 模式)

(2.12)

(b) TE0nδ+p與 HEMm2n+1δ+p (quasi-TE 模式)

(2.13)

13

其中 P 和 δ 表示軸方向場的變化，通常取L1=L2=0 則由（2.12）

和（2.13）公式可得：

(2.14)

若在一有覆蓋（shielding）狀況下(即L1 或L2 不為零)，才考慮 δ

（此時 δ 小於1）。

δ β

(2.15)

綜合上述各式，可用來分析各別共振模式、共振頻率與計算介電

常數。

2-2-3 介電常數（Dielectric Constant：εr）之量測

本研究所使用的微波介電量測方式是為平行金屬板介質量測法，

此方法是將介電共振器（DR）夾放在兩平行金屬板中間，如此便構

成一個傳輸型的共振器。電磁波只要符合共振器頻率邊界條件均可由

同軸端之迴路耦合出來(如圖2-4)。

符合使用介電共振器的模態眾多，我們得知TE模態的電磁波能量

儲存效果最好，所以我們選擇TE0np模態，來加以量測及探討介電材

料的微波介電特性。如果能將介電共振器尺寸設計為1.8＜D/L＜2.2，

其混附波(spurious)的影響會更小，在高頻微波電路上較能實際應用。

14

在已知介電共振器的尺寸情形下，可利用網路分析儀測量出共振頻率

f0，由以下公式可計算出介電常數εr [14]：

圖2-4 微波介電係數量測裝置示意圖[14]

(2.16)

(2.17)

(2.18)

(2.19)

ε

(2.20)

15

上述方程式的符號解釋，如下所示：

C：光速。 ； 0：真空中的電磁波波長。

g：無限長介質波導管中的電磁波長。

D：DR 的直徑(mm)。 ； L：DR 的高度(mm)。

εr：DR 的介電常數。 ； f0：共振頻率(GHz)。

Jm：m 階第ㄧ類貝氏函數(Bessel function)。

Km：修正的m 階第二類貝氏函數(Bessel function)。

由（2.18）公式求得v，經由二分法可以由（2.19）公式中找出滿

足的根u。一但將u與v 皆求得，則可以由（2.16）公式計算出材料的

介電常數代入（2.25）公式中求出材料的值。然而，在量測實務上，

要準確的鑑別TE 模式是需要熟練的技巧，方式如下[16]：

1. TE01δ的電場和磁場分佈與Φ方向角度無關(m=0)，當改變同軸線Φ

方向角度時，HEM 模式的強度則會改變，但TE 與TM 模式，強

度變化不大，因此可區分 HEM 模式與TE、TM 模式。

2. 接下來轉動同軸線之終端迴路，當迴路由水平位置轉至垂直位置

時，會使磁場交鏈面積由大而變小，讓TE 模式耦合強度由小而變

大，因此可區分TE 模式和TM 模式。

3. 可藉由改變同軸線在z方向的位置來鑑別p值，一般而言，當P=1時，

同軸線放置在DR高度的中間會有最大耦合量，當P=2時，同軸線

16

放置在DR高度的四分之一處或四分之三處會有最大耦合量。依此

類推，可得到不同P值之TE模式。

2-2-4 介電品質因素（Quality Factor：Qd）之量測

由 Kobayashi 學者所修正過後的Courtney Method，提出精確的

等效金屬表面電阻測量理論，便可得到準確之介電品質因數

(Unloaded Factor：Qu)。故一般表示成下列公式[14-15]：

(2.21)

Qc ：導體品質因數。

Qd : 介電材料的Q值。

Qr : 空腔輻射的Q值。

一般而言，若使用介電共振器厚度比 /2 小，則可忽略輻射損的

影響，當介電共振器厚度大於 /2 時，會有輻射損的產生。

將DR放置兩金屬板之間夾緊，並找到TE011模式的共振頻率，並

加以量測此共振頻率下DR的插入損S21(Insertion Loss)(單位dB)，依下

列公式計算出Qu1 值。

(2.22)

17

(其BW為DR 在TE011 模式的3dB 頻寬 ；f 為共振頻率)

Hakki 及Coleman 導出

(2.23)

其中

ε

ε

μ

μ μ μ

μ

因此將P 個相同的DR 放置兩金屬板之間夾緊，並找到TE011模式

的 共 振 頻 率 ， 並 同 時 量 測 此 共 振 頻 率 下 DR 的 插 入 損

S21(InsertionLoss)(單位：dB)，依下列公式計算出Qup 值。於TE01p 之

模式下可利用下列公式求得Qd 值。

δ

( 2 . 2 4 )

δ ( 2 . 2 5 )

然而，在量測實務上，一般DR 的數目改成兩個，且兩個的幾何

條件必須相同，並測得TE012 之共振頻率，以及相對的S21 與頻寬，

18

藉由下面兩公式：

δ

=

(2.26)

(2.27)

即可獲得介電材料之介電品質因數Qd。

2-2-5 頻率共振溫度係數（Temperature Coefficient of

Resonant Frequency：τf）之量測

τf 是量測共振頻率隨溫度改變之變化率，而以某一基準度的共振

頻率為標準值。根據EIA(Electronic Industries Association)之基準溫度

為25oC，JIS(Japan Industries Standard) 20oC，為計算公式如下：

(2.28)

其公式中，Δf 為共振頻率變化量；ΔT 為溫度變化量。

而經由（2.30）公式，可知共振頻率會隨溫度的變化而改變，是受兩

個因素影響。其一為線性熱膨脹係數α，亦即會改變共振器的尺寸而

促使共振頻率漂移。熱膨脹係數α定義為：

(2.29)

其公式中，ΔL 為共振器尺寸改變量；L 為共振器尺寸。

19

(2.30)

其二為介電常數會隨溫度之變化量τε。介電常數一改變，如前所

述，共振頻率會受介電常數的影響，使共振頻率漂移。τε 定義為：

(2.31)

其公式中，Δεr 為介電常數變化量；εr 為介電常數；ΔT 為溫度

變化量。而τf、α、εr 的關係為：

(2.32)

一般陶瓷體的熱膨脹係數 α 為正，故介電常數溫度係數τε須為負，

依照使用者的用途，選擇合適的介電常數溫度係數。

2-3 燒結原理

在常見的陶瓷製程中，先利用化學當量計算調配好之粉末經過均

勻混合後壓模成型成生胚，再以適當的溫度進行燒結。在燒結製程中，

粉末顆粒的性質會產生變化，因為其中所含的某些相會分解或變態。

再更進一步加熱時，這種顆粒細小而多孔的陶瓷體會發生三種主要的

變化：

1. 晶粒尺寸變大。

20

2. 孔洞率減少(孔洞數目減少且縮小)。

3. 導致晶粒成長使晶粒尺寸變大。

一般而言，比較要注意的是晶粒成長和再結晶現象，對於陶瓷

體，陶瓷緻密性對介電特性影響非常深遠。

2-3-1 晶粒成長與再結晶

陶瓷體在燒結的過程中，主要會有三種情形發生：

1. 初次再結晶（Primary Recrystallization）：

新的無應變晶粒自受過塑性變形的基質中成核與成長的過程。

2. 晶粒成長（Grain Growth）：

在熱處理過程中，晶粒平均尺寸會隨時間增加而增大，但基質

晶粒的尺寸分佈無明顯改變。

3. 二次再結晶（Secondary Recrystallization）：

也稱做異常或不連續的晶粒成長：是指少部份大晶粒成核後，

藉著吞併細晶粒、無應變的基質而成長之過程。二次再結晶最可能發

生在連續的晶粒成長為雜質或孔隙所抑制的時候。此三種過程都會發

生，但實際上只有晶粒成長與二次再結晶對於陶瓷材料燒結形成比較

重要。

21

2-3-2 燒結種類

燒結的定義為在主要成份熔點下的溫度將粉末加熱成型，使其緻

密、堅固、再結晶及結合的過程。燒結的種類可分為3種[17-20]：

1. 玻化（Vitrification）：

在玻化的過程中，為使燒結過後的胚體能達到緻密的效果，胚體

本身產生約 40vol﹪的液相並與其固態粒子相潤濕加以填充胚體內

的孔隙。當產生的液相不足以填充胚體內的孔隙(< 40﹪)，在燒結過

程中胚體內粒子的形狀會加以改變。由於胚體內無液相被發現，固相

燒結的緻密化過程皆以粒子形狀改變而達成。

2. 固態燒結（Solid State Sintering）：

傳統的固態燒結是將起始粉末，經由當量計算後混合均勻，混合

過後的粉末利用煆燒此步驟先得到最終相的粉末，將此粉末利用燒結

在固態燒結的過程中，燒結過程可區分為三個階段，分別為：起始、

中間及後段。在生胚（未燒結的胚體）狀態下，粒子間的接觸與其成

型法有關，粒子間大部份呈點接觸，其粒子接觸的部份可能有變形的

情況出現。當胚體內的圓形孔隙仍藉由粒子與粒子之間的間隙相互連

接且直通表面，孔隙內的氣體即由此管道排放出胚體外，在此階段胚

體緻密化的效應最為顯著。

22

3. 液相燒結（Liquid State Sintering）：

一種具有反應性液體參與的燒結，造成緻密化的過程。在燒結溫

度下，這類系統中的固相在液相內的溶解度通常有一定的限度。此種

燒結過程的特點是固體溶解與再析出，使得晶粒的尺寸與密度均增加。

液相生成後固相的粉末顆粒，將藉著液相降低粘滯係數因而產生滑動

現象，調整顆粒間的相關位置，使其重新排列達到緻密化之結果。

所謂液相燒結可分為三個階段[21]：

1. 顆粒的重新排列：液相產生後，由於液相的滑動，使得顆粒產生

重新調整位置的現象，而達到緻密的效果。

2. 溶解再析出：顆粒曲率半徑較小處，由於毛細壓力或表面能（surface

energy）高，導致產生高溶解區域。此處的固相會溶解至液相中，

於其他溶解處較低的地方析出，藉由此過程可使燒結體進一步提高

密度。

3. 固態燒結輪廓的形成：此過程中，晶粒會互相的成長與結合，緻

密化的速率減慢，最終使固態輪廓逐漸形成，原本封閉孔隙（closed

pore）氣體也藉著擴散方式加以排出，這也是緻密化原因。

因此，在第一階段緻密性的發生與液相生成一樣快速。毛孔

透過液相分佈而被填滿，而粒子依靠著毛細壓力重新排列，而形成

23

一緻密的包裝體。大致上在液相燒結裡，第一階段是最快速的，當

介於晶粒之間的液相橋樑形成，而區域性的重新排列力量，包括作

用於濕潤晶粒表面的表面張力與毛細壓力，即作用在固相與液相的

介面[22]，此種重新排列的力量如果是液相濕潤粉末則是吸引力，

相反的則是排斥力。此種重新排列的力量也和晶粒的大小、孔洞大

小、濕潤的角度、晶粒的型態、液相的含量有關。在理論上計算證

明濕潤液相對於球形的粉末粒徑，如果液相的含量越少，重新排列

的力量就越大[23]。相反的，對於不規則的粉末，其重新排列的力

量也隨著液相的增加而增加[17]。及收縮率也隨著重新排列的力量

成正比。

在第二階段裡，緻密性發生主要在粒子的形態調節，其中小

粒徑粒子溶解且再析出於較大的粒子上。所以這階段的特徵是粒子

的分解[24]、粒徑方向性成長[25]及粒徑形狀的調節[26]。

在最後階段裡，緻密性動力相當慢，因為硬的輪廓已經形成，

而原本封閉孔洞之氣體藉著擴散方式加以排出，而達到緻密化。

綜合以上所述，若想達到成功的液相燒結必須具備三點

[27-28]：

（1） 適當的液相當量

（2） 固體對液體也要有適當的溶解度

24

（3） 固相必須被液相完全濕潤。

以上三種方法是一般常用的燒結模式，在本實驗研究方法是

採用反應燒結法製程來製備微波陶瓷體，其原理與優點如下：

4. 反應燒結法（Reaction-Sintering Process）：

反應燒結法最先是藉由液相或氣相反應來製造，此方法的緻

密化過程是由組成顆粒經化學反應（Chemical Reaction）來達成，

而燒結則是由較小的表面能所引發的頸部成長（Neck Growth）機

構來控制，這使生胚因孔隙的逐漸消失而收縮，質量傳遞的距離

與反應物生胚尺寸相當。而反應燒結速率，事實上是由微觀的化

學動力學、巨觀的質量與熱量傳輸來決定。此燒結方法可降低後

續的加工與減少成本。

反應燒結法比一般傳統燒結方式多兩個有利條件：

1. 免去前置反應的階段 (Calcinations)。

2. 利用反應自由能增加燒結驅動力。

但此燒結方法通常因反應組成的不易控制及體積膨脹收縮造成

裂痕等因數而遭忽略。

2-3-3 影響燒結因素

通常影響燒結因素大部分為原料與燒結條件所致，影響因子如下所

25

示[31]：

(1) 燒結溫度：

緻密化與晶粒成長是各種蒸發、凝結、擴散…等機構總和所產生

的現象，這些機構全是熱活化性過程。在溫升部份，物質移動機構的

孔洞濃度、蒸氣壓、溶解度與黏度等均會隨溫升增加而成指數函數增

加，因此溫升能促進燒結。

(2) 壓力：

在燒結前之粉末，施加適當的壓力並壓成模型，此方式能促進緻

密化。另外，在燒結時加壓（如：熱壓、熱均壓）也可降低燒結溫度

和減短燒結時間並得到緻密化陶瓷體。

(3) 氣氛：

孤立孔洞內所包圍的氣體隨孔洞的收縮而增加壓力，此壓力將抵

抗孔洞收縮力，使孔洞收縮速度降低，最終停止收縮。一般為了除去

孔洞並促進緻密化，在燒結氣氛最好用真空或擴散速度快的氣體。

(4) 不純物質：

不純物質對表面、晶界和體擴散會有不同的參與，因而影響到燒

結的過程與結果。

26

(5) 粉粒子的大小：

燒結收縮的速度常數與粉粒子的體積呈反比，當粉末粒子越小時，

收縮速率會越大，對燒結越有利。

27

第三章 實驗方法及步驟

本論文使用反應燒結製程來製備 FeNbO4微波介電陶瓷。如圖

3-1 所示，為反應燒結製程之流程圖。

3-1 實驗步驟

使用原料有：Fe2O3 、Nb2O5

以下為反應燒結製程之詳細實驗步驟：

1. 粉末配置：

將高純度原料粉末依據化學計量稱重，再將高純度的粉末置入

PE 球磨罐中，加入氧化鋯球磨珠，並加入 RO 純水作為溶媒，球磨

12 小時。本實驗使用高純度氧化物原料：

1. Fe2O3 (100% J. T. Baker, U. S. A.）

2. Nb2O5 (99.8% High Purity Chemicals, Japan）

2. 烘乾：

將球磨完畢之混合液體倒入玻璃皿中，然後置入烘箱，進行烘乾，

再使用搗磨機搗磨烘乾後的粉末，搗磨約 1小時。

3. 壓模成型：

28

以單軸雙向加壓的方式，壓成直徑 12mm，厚度 1~2mm及 6~7mm

之圓形生胚，壓模壓力為 1000 Kg/cm2。

4. 燒結：

將壓模成型的生胚試片，以氧化鋁(Al2O3)坩堝覆蓋，置入高溫爐

中進行燒結，並依照所需之溫度、溫升速率、持溫時間在空氣中進行

燒結。

5. XRD 與 SEM 分析：

燒結後之陶瓷體，以 XRD 分析其結晶構造。以 SEM 分析其微

結構，並計算晶粒大小。

6. 密度測量：

試片體積以阿基米得原理來進行量測，量測前先將試片置入 RO

純水中煮沸，讓水分充分填滿試片中的孔洞，當水溫降至室溫後，再

進行體積的量測，再將其秤重以得試片質量，最後再將兩者相除即得

密度。

7. 微波介電特性測量：

以 Agilent Technologies 8720ES Network Analyzer 測量 εr，Q×f 及 τf。

29

圖 3-1 反應燒結法製作流程圖

30

3-1-1 燒結條件

表 3-1 中所示為 FeNbO4 反應燒結製程之燒結條件

表 3-1 FeNbO4 反應燒結製程之燒結條件

燒結條件

材料 溫度 持溫 溫升/溫降

FeNbO4

1050℃

2h

4h

6h

10℃/min

1100℃

1150℃

1200℃

1250℃

3-1-2 燒結溫度曲線

FeNbO4 反應燒結製程的燒結溫度曲線，如圖 3-2 所示。

圖 3-2 FeNbO4 反應燒結製程之燒結溫度曲線。

10 o

C /min 10 oC /min

1050℃~1250℃ /2h、4h、6h

FeNbO4

31

3-2 分析與特性量測

3-2-1 密度之量測

利用阿基米德原理（Archimedes Method）來量測密度，陶瓷試

片需先經過拋光（雙面），接著烘乾 24 小時，將烘乾後的陶瓷試片

利用天秤測量其重量（W）。再試片放入純水中煮沸 4~5 小時，讓水

充分填滿陶瓷試片中的孔洞，當水溫降至室溫再將陶瓷試片取出，擦

拭試片表面多餘水份，秤試片的重量（懸浮在水中），即可換算為陶

瓷試片的體積（V），故可得密度值（ρ）如下所示：

求得密度之後，亦可計算孔洞率及相對密度，其計算公式如下：

孔洞率％ = {(ρth - ρ) /ρth } 100％

相對密度 = (ρ / ρth) 100％

ρth : 理論密度

ρ : 量測密度

32

3-2-2 收縮率量測

將燒結完後的陶瓷試片，使用數位式卡尺量測試片直徑，計算相

對直徑收縮率公式如下：

L a ：試片燒結前生胚直徑。

L b ：燒結後試片直徑。

3-2-3 SEM 表面微結構分析

利用電子顯微鏡觀察陶瓷試片的微結構，將燒結後的陶瓷試片做

鍍金處理，再使用掃瞄式電子顯微（Scanning Electron Microscopy；

SEM）來分析表面的微結構。

3-2-4 XRD 繞射分析

使用 X-光繞射儀（XRD：X-ray Diffraction, Rigaku, D/max-2550/pc,

JAPAN），主要藉由測得樣品各繞射角 2θ繞射峰之積合強度，藉以

判定各生成相之種類及結晶構造。

儀器之操作條件：電壓30kV、電流20mA，銅靶(CuKα)，以4°/min

之速度掃描，繞射角度（2θ）為20°～60°。

3-2-5 微波介電特性量測

33

本研究使用Agilent 8720ES S參數向量網路分析儀，利用平行金屬

板介質量測法來進行微波介電特性量測。此方式最先是由 Hakki 和

Coleman 這兩位學者所提出[29]。

進行量測前必須先將試片進行拋光至直徑與高度之比值範圍約為

1.8～2.2 之間，其減少混附波(spurious)之影響，在高頻微波電路上較

能實際應用。再將 DR 放置在兩平行金屬板中間，如此便構成一個

傳輸型的共振器(如圖3-7 所示)。凡是只要符合共振器頻率邊界條件

的電磁波均可由同軸端迴路耦合出來，並使用網路分析儀處理，即可

得知各共振模式的共振頻率。

利用 TE01δ 模式導出之公式代入量測所得參數進行計算即可得

到 εr 及 Q 值。

τf 值量測方式則是將 DR 置入恆溫裝置中，並改變其溫度由

20oC至80oC (EIA標準)記錄其 TE011 模式之共振頻率，最後將其代入

下列公式即可得到 τf 值：

℃ ℃

℃ ℃

其中：f20℃ 及 f80℃ 分別代表在溫度 20oC 及 80oC 下量測之共振頻

率。

34

圖3-3 微波特性量測夾具 (A)示意圖[16]；(B)實體圖

35

第四章、結果與討論

4-1 XRD分析及探討

圖 4-1 為 FeNbO4陶瓷在 1050-1250 oC 燒結 2 小時的 XRD 分析

結果。從圖中可看出 1050oC 燒結之試片主要相與標準 wolframite

FeNbO4完全相符合(ICDD PDF #00-016-0374)，結果顯示反應燒結

法能省略煆燒這個步驟，以較少的時間有效製備 FeNbO4陶瓷。Ananta

等人以傳統固態反應法製備 FeNbO4粉末，在 1050-1125 oC 煆燒 4 小

時可得 wolframite FeNbO4與 ixiolite FeNbO4共存之 FeNbO4粉末，

在 1150oC 煆燒 4 小時則僅生成 ixiolite FeNbO4粉末[10]。因此圖 4-1

中在 1050oC 燒結 2 小時之試片亦可能同時包含 wolframite FeNbO4

與 ixiolite FeNbO4生成相，而 1100-1250 oC 燒結 2 小時之試片則僅含

有 ixiolite FeNbO4生成相。顯示 wolframite FeNbO4在較低燒結溫度

下比較能穩定存在，較高溫度時易轉變為 ixiolite FeNbO4。在先前之

BiNbO4微波介電陶瓷時在 880 oC 燒結 2 小時發現微量 triclinic

BiNbO4相生成[30]，顯示以反應燒結法製備 FeNbO4陶瓷較 BiNbO4

陶瓷有效並可得到單一相陶瓷體。

36

圖 4-1 FeNbO4 陶瓷在不同的溫度燒結 2h 的 XRD 分析結果

(FeNbO4 :ICDD PDF #00-016-0374;00-016-0358)

37

4-2 密度與收縮率分析及探討

圖 4-2 與表 4-1 為 FeNbO4陶瓷在不同燒結溫度和不同持溫時間

之密度。由圖4-2與表4-1中可看出密度隨著燒結溫度的增加而增加，

密度最高值在 1200℃持溫 6 小時，可獲得 5.38g/cm3，約達理論密度

99.5%(理論密度為 5.403g/cm3)，影響密度較大的原因在溫度上，受時

間的影響較小。圖 4-2 中燒結溫度增加至 1100 ℃時密度就無明顯增

加，顯示 1100℃已足夠得到高密度之 FeNbO4陶瓷。先前實驗室以反

應燒結法製備 CrNbO4陶瓷，在 1500℃/10h 燒結僅得 89.21%相對密

度[31]。AlNbO4陶瓷，在 1500℃/4h 燒結僅得 95.4%相對密度[32]。

因此製備FeNbO4陶瓷所需燒結溫度至少比CrNbO4及AlNbO4陶瓷低

400℃。

圖 4-3 與表 4-2 FeNbO4陶瓷在不同燒結溫度和不同持溫時間之

收縮率。得知收縮率也是隨著燒結溫度增加而增加，最佳的收縮率在

1200 ℃持溫 6 小時，可獲得收縮率為 19.83%。

5 μm

5 μm

5 μm

38

表 4-1 FeNbO4陶瓷在 1050-1250 oC 燒結 2~6 小時的密度

(單位：g/cm3)

表4-2 FeNbO4陶瓷燒結在不同溫度和持溫時間的收縮率

(單位：％)

燒結溫度(oC) 1050℃ 1100℃ 1150℃ 1200℃ 1250℃

持溫 2h 3.97 5.23 5.22 5.37 5.35

持溫 4h 4.18 5.25 5.33 5.32 5.31

持溫 6h 4.36 5.27 5.36 5.38 5.27

燒結溫度(oC) 1050℃ 1100℃ 1150℃ 1200℃ 1250℃

持溫 2h 8.47 16.58 17.31 17.89 17.67

持溫 4h 9.65 16.69 17.74 18.31 17.56

持溫 6h 11.01 18.49 18.81 19.83 17.45

39

圖 4-2 FeNbO4陶瓷在 1050-1250℃燒結 2-6 小時的密度曲線圖

圖 4-3 FeNbO4陶瓷分別在 1050-1250℃燒結 2-6小時的收縮率曲線圖

40

4-3 掃描式電子顯微鏡(SEM)分析微結構及探討

圖 4-4 ~ 4-6 所示為 FeNbO4陶瓷在 1050-1250℃燒結 2-6 小時之

SEM 圖，由圖 4-4 ~ 4-6 對照圖 4-2 曲線圖和表 4-1，可發現當燒結溫

度在 1050 ℃時密度最差，原因是由於大量孔洞存在於微結構內的緣

故；當燒結溫度在 1100℃以上，孔洞減少。孔洞的數量會影響陶瓷

體的強度，這是由於應力會集中於孔洞的緣故；孔洞對陶瓷強度是有

害的。因為它減少了有效的截面積，降低了可以承受的應力值[36]。

此外，孔洞對微波介電特性亦會有所影響。介電常數及品質因素(Q

值)會受到晶粒大小及密度變化影響[34]。

比較圖 4-4 ~ 4-6 中燒結 2-6 小時的 SEM 照片，可發現晶粒快速

成長而越來越緻密，與密度結果相符。由圖 4-4(A)中可看出 FeNbO4

陶瓷在較低溫 1050℃燒結時，孔洞明顯較多、晶粒較小，緻密性不

佳(晶粒＜1 μm)。隨著燒結溫度的增加，晶粒會逐漸變大，孔洞也跟

著減少並更緻密，在 1100 ℃燒結 2 h，孔洞明顯減少。1150℃以上已

可發現＞6 μm之晶粒。先前以反應燒結法製備 CrNbO4與 AlNbO4陶

瓷，在 1400℃燒結才出現＞5 μm之晶粒[31,32]。顯示 FeNbO4陶瓷之

晶粒成長較 CrNbO4與 AlNbO4陶瓷容易。另外在圖中可發現微結構

中有明暗差異之晶粒存在(1100-1200℃試片)，此現象應該與圖 4-1 中

ixiolite 與 wolframite FeNbO4結構同時存在有關。由於高溫燒結時以

5 μm

5 μm

5 μm

5 μm

5 μm

41

ixiolite FeNbO4為主，因此較暗晶粒應為 ixiolite FeNbO4。

42

圖 4-4 FeNbO4陶瓷在燒結 2小時(A) 1050oC、(B) 1100oC、(C) 1150oC、

(D) 1200oC、(E) 1250oC 之 SEM 圖(倍率 3000x)

(E)

(B) (A)

(D) (C)

10μm

m

10μm

m

10μm

10μm

10μm

10μm

m

(E)

43

圖 4-5 FeNbO4陶瓷在燒結 4 小時(A) 1050oC、(B) 1100oC、(C)

1150oC、(D) 1200oC、(E) 1250oC 之 SEM 圖(倍率 3000x)

10μm

10μm 10μm

10μm 10μm

(E)

(A)

(C) (D)

(B)

44

圖 4-6 FeNbO4陶瓷在燒結 6 小時(A) 1050oC、(B) 1100oC、(C)

1150oC、(D) 1200oC、(E) 1250oC 之 SEM 圖(倍率 3000x)

10μm

10μm 10μm

10μm 10μm

(E)

(B) (A)

(D) (C)

45

4-4 微波介電特性分析及探討

FeNbO4陶瓷在不同溫度與不同時間燒結後的微波特性量測結果

發現。εr介於 3.5-5，Qf 介於 500-4000 GHz，1250 oC 燒結 4 小時可

得最佳微波介電特性: εr=4.72，Qf=3819 GHz，τf=4.76 ppm/°C。

46

第五章、結論

以反應燒結法可以有效製備 FeNbO4陶瓷。在 1050 -1250℃燒結

2 - 6 小時，可得到 FeNbO4(包含 ixiolite 與 wolframite 結構 FeNbO4)。

在 1200℃燒結 6 小時可得到最佳密度 5.38g/cm3達理論密度值 99.5%

及最佳的收縮率收縮率 19.83%。在溫度 1250℃燒結 4 小時可獲得佳

微波介電特性，介電常數 εr ＝4.72，品質因數 Qf＝3819 GHz、共振

頻率溫度係數 τf ＝4.76 ppm/°C。

由本研究可以得知，反應燒結法省略煆燒步驟亦可以有效的製備

高密度 FeNbO4陶瓷體，所需燒結溫度較 CrNbO4及 Al NbO4陶瓷低

至少 400℃。

47

參考文獻

[1] Y.C. Liou, K.H. Tseng, “Stoichiometric Pb(Mg1/3Nb2/3)O3 perovskite

ceramics produced by reaction- sintering process,” Mater. Res. Bull.,

38(8) (2003) 1351-1357.

[2] Y.C. Liou, ”Pb((Mg0.7Zn0.3)1/3Nb2/3)O3 Relaxor Ferroelectric

Ceramics by a Reaction-Sintering Process,” J. Electroceram., 13

(2004) 453-456.

[3] Y.C. Liou, C.T. Wu, K.H. Tseng, and T.C. Chung, “Synthesis of

BaTi4O9 ceramics by reaction-sintering process,” Mater. Res. Bull.,

40(9) ( 2005) 1483-1489.

[4] Y.C. Liou, J.H. Chen, H.W. Wang, and C.Y. Liu, “Synthesis of

(BaxSr1-x)(Zn1-3Nb2/3)O3 Ceramics by Reaction-Sintering Process and

Microstructure,” Mater. Res. Bull., 41(3) (2006) 455-460.

[5] Y.C. Liou, W.H. Shiue, C.Y. Shih, “Microwave Ceramics Ba5Nb4O15

and Sr5Nb4O15 Prepared by a Reaction-Sintering Process,” Mater. Sci.

and Eng. B, 131(1-3) (2006) 142-146.

[6] Y.C. Liou, M.H. Weng, and C.Y. Shiue, “CaNb2O6 Ceramics

Prepared by a Reaction-Sintering Process,” Mater. Sci. and Eng. B,

133(1-3) (2006) 14-19.

[7] Y.C. Liou, and C.Y. Shiue, “Preparation of NiNb2O6 Columbite

Ceramics by a Reaction-Sintering Process,” Mater. Res. Soc. Symp.

Proc., 848 (2005) 115-119.

[8] D.W. Kim, D.K. Kwon, S.H. Yoon, K.S. Hong, “Microwave

Dielectric Properties of Rare-Earth Ortho-Niobates with

Ferroelasticity,” J. Am. Ceram. Soc., 89 [12] (2006) 3861–3864.

[9] H.W. Lee, J.H. Park, S. Nahm, D.W. Kim, J.G. Park,

“Low–temperature sintering of temperature–stable LaNbO4

microwave dielectric ceramics”, Mater. Res. Bull. 45 (2010) 21–24.

[10] S. Ananta, R. Brydson, N.W. Thomas, “Synthesis, Formation and

Characterisation of FeNbO4 Powders”, J. Eur. Ceram. Soc. 19 (1999)

489–496.

[11] G.H. Chen, “Iron niobate Derived from mechanochemically activated

oxides”, J. Alloys and Compd. 381 (2004) 309–312.

[12] 翁敏航, 楊茹媛, 洪政源, 李義傑, 洪茂峰, 奈米通訊, 第十一卷,

第一期, 31-39.

[13] W.D. Kingery, H.K. Bowen, D.R. Ulhmann, “Introduction to

Ceramics,＂ John Wiley & Sons., Canada, (1975).

48

[14] K. Wakino, M. Murata, H. Tamura, ”Fabrication and Application of

Microwave Dielectric Materials,” J. Am. Ceram, Soc., 69, (1986),

34-37.

[15] Y. Kobayashi, N. Katoh, “Microwave Measurement of Dielectric

Properties of Low-Loss Materials by Dielectric Rod Resonator

Method,” IEEE. Trans. MTT-33, 7, (1985), 586-592.

[16] Y.C. Liou, Z.S. Tsai, K.Z. Fung, C.Y. Liu, ” Ni4Nb2O9 ceramics

prepared by the Reaction-Sintering Process,” Ceram. Int., 36, (2010),

1887-1892.

[17] W.J. Huppmann, G. Ptzow, ”Sintering Process,”Plenum Press, (1979),

189-202.

[18] H.Y. Lu, “Sintering Theory and Pratice,” in Physical Ceramics

(1995).

[19] R.M. German, ”Sintering Theory and Pratice,” John Wiley and Sons,

New York, (1996).

[20] H.S. Cannon, F.V. Lenel, in Edited by F. Benesovsky Metallwerk

Plansee, Reutte, 118, (1953), 106-121.

[21] N. Eremenko, Y.V. Naidich, Lenko, I. A., ”Liquid,” Consolation

New York, Ch4, (1970).

[22] K.S. Hwang, Ph.D. Thesis, Rensselaer Ploytechnic in Troy, (1984).

[23] J.W. Cahn, R.B. Heady, J. Am. “Ceram,”, (1970), 406.

[24] W.J. Huppmann, G. Petzow, Ber. Bunnsenges, ”Improved

Microwave Dielectric Properties and Applications of MgTiO3

Ceramics,” Phys. Chem., 82, (1978), 308-312.

[25] R.M. German, ”Liquid Phase Sintering,” Plenum Press, New York,

119, (1985), ch4.

[26] R.B. Heady, J.W. Cahn,” An Analysis of the Capillary Forces in

Liquid-Phase Sintering of Spherical Particles,” Metall. Trans., 1,

(1970), 185-189.

49

[27] R.B. Heady, J.W. Cahn, ”Analysis of Capillary Force in

Liquid-Phase Sintering of Jagged Particles,” J. Am. Ceram. Soc., 7,

(1970), 406-409.

[28] S. Yangyun, R.J. Brook, ”Preparation of zirconia toughened ceramics

by reaction sintering,” Sci. Sintering, 17(1), (1985), 35-47.

[29] B.W. Hakki, P.D. Colemean, IRE Trans.”Microwave Theory and

Techniques,” MTT-8, (1960), 402-410.

[30] Y.C. Liou, W.C. Tsai, H.M. Chen, “Low Temperature Synthesis of

BiNbO4 Ceramics Using Reaction-Sintering Process,” Ceram. Int.,

35(6) (2009) 2119–2122.

[31] 邱琮諺,劉依政,蔡文周,郭嘉文, “以反應燒結法製備CrNbO4陶瓷,”

2013電子,信號,與通訊創新科技研討會, 高雄應用科技大學, 海

報論文, (5/31/2013).

[32] 林俊賢,劉依政,蔡文周, “以反應燒結法製備AlNbO4微波介電陶

瓷,” 2013電子,信號,與通訊創新科技研討會, 高雄應用科技大學,

海報論文, (5/31/2013).

[33] W.F. Smith, “Foundations of Material Science and Engineering, 3e.,”

McGraw-Hill Education, ISBN：0-07-121859-9.

[34] H. Su, S. Wu, “Studies on the (Mg, Zn)TiO3-CaTiO3 microwave

dielectric ceramics,” Meter. Lett. 59 (2005) 2337-2341.