The effects of Ni2+ substitution for Mg2+-sites on the microwave dielectric properties of (Mg1-xNix)(Ti0.95(Mg1/3 Ta2/3)0.05)O3 (0.01 ≤ x ≤ 0.05) (MNTMT) ceramics were investigated. MNTMT ceramics were prepared by conventional solid-state reaction. When the MgO / TiO2 ratio was changed from 1.00 to 1.02, MgTi2O5 was detected as a secondary phase along with the MgTiO3 main phase in the MNTMT specimens sintered at 1,400 °C for 4h. For the MNTMT specimens with MgO / TiO2 = 1.07 sintered at 1,400 °C for 4h, a single phase of MgTiO3 with an ilmenite structure was obtained from the entire range of compositions. The relative density of all the specimens sintered at 1,400 °C for 4h was higher than 95 %. The quality factor (Qf) of the sintered specimens depended strongly on the degree of covalency of the specimens, and the sintered specimens with x = 0.01 showed the maximum Qf value of 489,400 GHz. The dielectric constant (K) decreased with increasing Ni2+ content because Ni2+ had a lower dielectric polarizability (1.23Å3) than Mg2+ (1.32Å3). As Ni2+ content increased, the temperature coefficient of resonant frequency (TCF) improved, from -55.56 to -21.85 ppm/°C, due to the increase in tolerance factor (t) and the lower dielectric constant (K)

마이크로파 유전체의 품질계수 측정에 사용되는 cavity resonator 방법에 대하여 실제 측정 결과와 전자기 시뮬레이션엔 의한 결과를 비교하였다. 시뮬레이션 기법을 이용하여 마이크로파 유전체의 산란계수 S12 를 실제로 측정한 간과 시뮬레이션에 의해 구해진 값을 비교하였으며 마이크로파 유전체 내부에 기공이 있는 경우와 유전율이 다른 이차상이 존재할 때 마이크로파 품질계수가 어떻게 변화하는지를 검토하였다. 시뮬레이션을 통하여 기본 공진 모드인 TE01δ모드를 쉽게 찾을 수 있었으며 기공 및 이차상에 의한 품질계수의 저하를 정성적으로 확인할 수 있었다

(Zr(sub)0.8Sn(sub)0.2)TiO4세라믹스와 소결조제로서 (B2O3.Li2O)의 첨가에 따른 마이크로파 유전특성 및 미세구조에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. 1.0 mol.% Sb2O(sub)5를 첨가하고 1300˚C에서 5시간 소결한 (Zr(sub)0.8Sn(sub)0.2)TiO4세라믹스의 경우 (B2O3.Li2O)첨가량 증가에 따라 치밀화 및 결정립 성장에 의해 유전상수와 Q.f값은 증가하여 첨가량이 0.35wt.%에서 최대값인 38과 59,000을 각각 나타내었으며, 0.50wt.% 이상 첨가한 경우에서는 제 2상의 생성으로 인하여 감소하였다. 1.0 mol% Sb2O(sub)5와 0.35wt.% (B2O3.Li2O)를 첨가한 (Zr(sub)0.8Sn(sub)0.2)TiO4세라믹스를 1250˚C와 1350˚C에서 5시간 소결한 경우에는 각각 미반응 TiO2의 존재와 과대입자성장에 의한 결정립내기공의 생성으로 인하여 마이크로파 유전특성은 저하되었다.

CuO 및 C얘의 첨가가 BiNbO4 세라믹스의 고주파 유전특성에 미치는 영향을 조사하였다. CdO 첨가량이 증가함에 따라 소결밀도 및 품질계수는 감소하였고 소결온도가 증가하면 유전상수 및 품질계수는 증가하였다. BiNbO4에 CuO 및 CdO를 각각 0.03wt% 첨가한 시편을 960˚C에서 소결시 유전율 41.2, 품질계수(Q×f0) 6,500(at 5.6GHz), 공진주파수 온도계수 3ppm˚C의 우수한 고주파 유전특성을 얻을 수 있었다.

Nd치환이 Ag의 용융점 이하인 940˚C에서 소결한 Bi1-xNdxNbO4세라믹스의 소결거동과 마이크로파 유전특성에 미치는 영향을 연구하였다. Nd치환량(x)이 증가함에 따라 사방점에서 삼사정으로 변하는 양이 증가하였고 결정립의 크기, 겉보기밀도, 유전상수는 감소하였다. Qxf0값은 Nd 치환량이 0.025mole 이하의 경우 큰 변화가 없으나, 그 이상에서는 증가하여 0.1mol일 때 최고값을 보이고 다시 급격히 감소하였다. TCF값은 Nd치환량이 증가할수록(+)방향으로 증가하였다. 가장 우수한 마이크로파 유전특성은 Nd 치환량이 0.025mole일 때 얻어졌으며, 이때 유전상수는 43.7, Qxf/ sub 0/값은 11,046GHz, TCF값은 -1.82ppm/˚C이었다.

공진 주파수 온도 계수(τf)가 큰 음의 값을 가지는 (Li12Nd12)TiO3(LNT) 고주파 유전체를 1250˚C에서 1400˚C까지의 온도에서 2시간동안 소결을 하였고 소결후에는 소결온도보다 약간 낮은 1200˚C에서 5시간 동안 annealing을 실시를 하였다. 그리고 열처리에 의한 상, 미세구조의 변화를 X-ray, SEM을 통해서 분석하였으며, 열처리가 고주파 유전물성에 대해 미치는 영향에 대해서도 고찰하였다. 1300˚C에서 1350˚C 근방에서 소결시킨 재료는 Annealing효과에 의해 소결체에 균일한 입도 분포가 증진되었고 체적 밀도가 향상되었으며, 열처리 효과에 의해 품질계수(Q)값이 향상되었고 유전상수(εr)는 약간 감소하였으며 공진주파수 온도계수(τf)는 더 큰 음의 값을 가지게 되었다. 그러나 1350˚C이상에서 소결한 경우에는 비정상적인 입자 성장에 의해 밀도가 감소되며, 이에 따라 고주파 유전특성이 전반적으로 저하되었다.었다.

CuO의 첨가가 BiNbO4 세라믹스의 마이크로파 유전특성과 소결거동에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. CuO의 첨가량이 증가함에 따라 액상의 생성에 의해 소결성이 증가하여 시편의 밀도는 증가하며 유전상수는 소결온도가 증가함에 따라 증가하는 경향을 보였다. Qxfo값은 CuO 첨가량이 0.065wt%이고 소결온도가 940˚C일 때 최대값을 나타내며 그 이상 CuO 첨가량을 증가하였다. 소결온도 920˚C-960˚C, 소결시간 2시간일 때의 고주파 유전특성으로는 유전상수가 43.6, Qxfo값이 13,200 이상, τf =-14.36ppm/˚C을 얻었다.

(Pb0.63Ca0.37)ZrO3 세라믹에 MgO와 SrO를 첨가하여 Ca를 Mg와 Sr 이온으로 치환하였을 때의 고주파 유전특성에 대해 연구하였다. Ca 이온의 일부를 Mg 이온으로 치환시킨 경우에는 A-O결합에 의한 분극의 증가로 인하여 유전상수는 직선적으로 증가하지만 품질계수는 감소한다. 또한 Ca 이온을 Sr 이온으로 치환시킨 경우에는 결합길이의 증가로 인해 분극이 감소되어 유전상수와 품질계수가 감소한다. 고주파용 유전재료의 설계에 있어서 관용인자와 이온결합성의 평가가 중요하다.

MgTiO3에 CaTiO3, MgO, CaO를 첨가하여 고주파 유전특성을 조사하였다. 온도계수가 zeo ppm/˚C에 접근하는 (Mg0.915Ca0.085)TiO3 조성에서 유전상수값은 22, Qxf 값은 50000, MgO를 0.1mol 첨가한 조성에서는 유전상수는 17, Qxf값은 131000, CaO를 8mol% 첨가한 조성에서 유전상수는 20, Qxf 값은 52000을 나타내엇다. MgTiO3에 CaTiO3를 단독으로 첨가하는 경우보다 MgO와 CaO를 동시에 첨가할 때 보다 높은 Q값을 갖는 MgTiO3계 세라믹스를 제조할 수 있었다.