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Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 8/2015

01.08.2015

A comparative electrical study of nano-crystalline mullite with low dielectric loss due to incorporation of tungsten and molybdenum ion: their uses in electronic industries

verfasst von: Kumaresh Halder, Debasis Roy, Sukhen Das

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 8/2015

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Abstract

Because of the importance of ceramic materials, a large number of papers dealing with the fabrication, characterization, and the use of mullite in traditional and advanced ceramics and in oxide-based ceramic composites has been published in recent years. The wide use of mullite ceramics can be explained by its favorable high-temperature properties such as high thermal stability even in adverse oxidizing conditions, low thermal expansion and thermal conductivity, favorable thermal shock, and low creep resistances. Here crystallized mullite composites have been synthesized at 1100 °C via sol–gel technique in presence of tungsten and molybdenum ion, and their comparative studies have been examined. Crystalline phases have been identified by XRD and FTIR instruments. Morphology of the samples was investigated by FESEM. Electrical properties of the composites have been measured by LCR Meter at room temperature and their variation with increasing frequency and concentration of the doped metals has been investigated. The composite doped with tungsten ion exhibits maximum dielectric constant of 29.18 with dielectric loss of 0.076 and molybdenum ion exhibits maximum dielectric constant of 17.62 with dielectric loss of 0.038 at 0.05 M concentration at 2 MHz frequency. Experimental data shows a linear increase in A.C. conductivity with increasing concentration of metal doping ions. In spite of its importance as a high-temperature ceramic and composite material, mullite shows fairly convincing electrical conductivity at high temperature and high frequency. The dielectric constant and loss tangent of the composites are within the range of requirements for commercial use in electronics industries.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat B.L. Metcalfe, J.H. Sant, Trans. J. Br. Ceram. Soc. 74, 193 (1975) B.L. Metcalfe, J.H. Sant, Trans. J. Br. Ceram. Soc. 74, 193 (1975)
2.
3.
Zurück zum Zitat H. Schneider, J. Schreuer, B. Hildmann, J. Eur. Ceram. Soc. 28(4), 329 (2008)CrossRef H. Schneider, J. Schreuer, B. Hildmann, J. Eur. Ceram. Soc. 28(4), 329 (2008)CrossRef
4.
Zurück zum Zitat I.A. Aksay, D.M. Dabbs, M. Sarikaya, J. Am. Ceram. Soc. 74(10), 2343 (1991)CrossRef I.A. Aksay, D.M. Dabbs, M. Sarikaya, J. Am. Ceram. Soc. 74(10), 2343 (1991)CrossRef
5.
Zurück zum Zitat K. Halder, B.K. Pal, D. Roy, A. Bhattacharya, S. Das, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 26(2), 1172 (2015) K. Halder, B.K. Pal, D. Roy, A. Bhattacharya, S. Das, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 26(2), 1172 (2015)
6.
Zurück zum Zitat K.S. Pal, S. Ghosh, N. Dandapat, S. Datta, D. Basu, R.S. Raju, Mater. Sci. Eng. B 177, 228 (2012)CrossRef K.S. Pal, S. Ghosh, N. Dandapat, S. Datta, D. Basu, R.S. Raju, Mater. Sci. Eng. B 177, 228 (2012)CrossRef
8.
Zurück zum Zitat T. Kurihara, M. Horiuchi, Y. Takeuchi and S. Wakabayashi, Mullite ceramic substrate for thin film application, Research and Development Department, Shinko Electric Industries Co. Ltd’, 80, Oshimada-machi, Nagano-city, 381, Japan T. Kurihara, M. Horiuchi, Y. Takeuchi and S. Wakabayashi, Mullite ceramic substrate for thin film application, Research and Development Department, Shinko Electric Industries Co. Ltd’, 80, Oshimada-machi, Nagano-city, 381, Japan
9.
Zurück zum Zitat V. Ramakrishnan, E. Goo, J.M. Roldan, E.M. Giess, J. Mater. Sci. 27, 6127 (1992)CrossRef V. Ramakrishnan, E. Goo, J.M. Roldan, E.M. Giess, J. Mater. Sci. 27, 6127 (1992)CrossRef
10.
11.
Zurück zum Zitat V. Viswabaskaran, F.D. Gnanama, M. Balasubramanian, Appl. Clay Sci. 25, 29 (2004)CrossRef V. Viswabaskaran, F.D. Gnanama, M. Balasubramanian, Appl. Clay Sci. 25, 29 (2004)CrossRef
13.
Zurück zum Zitat R. Torecillas, S. Aza, S.J. Moya, T. Epicier, G. Fantozzi, J. Mater. Sci. Lett. 9, 1400 (1990)CrossRef R. Torecillas, S. Aza, S.J. Moya, T. Epicier, G. Fantozzi, J. Mater. Sci. Lett. 9, 1400 (1990)CrossRef
14.
Zurück zum Zitat M.A. Camerucci, G. Urretavizcaya, M.S. Castro, A.L. Cavalieri, J. Eur. Ceram. Soc. 21, 2917 (2001)CrossRef M.A. Camerucci, G. Urretavizcaya, M.S. Castro, A.L. Cavalieri, J. Eur. Ceram. Soc. 21, 2917 (2001)CrossRef
15.
Zurück zum Zitat M. Imose, Y. Takano, M. Yoshinaka, K.O. Hirota, Yamaguchi. J. Am. Ceram. Soc. 81, 1537 (1998)CrossRef M. Imose, Y. Takano, M. Yoshinaka, K.O. Hirota, Yamaguchi. J. Am. Ceram. Soc. 81, 1537 (1998)CrossRef
16.
Zurück zum Zitat A. Esharghawi, C. Penot, F. Nardou, J. Eur. Ceram. Soc. 29, 31 (2009)CrossRef A. Esharghawi, C. Penot, F. Nardou, J. Eur. Ceram. Soc. 29, 31 (2009)CrossRef
17.
Zurück zum Zitat B.L. Kong, S.T. Zhang, J. Ma, F. Boey, J. Alloys Compd. 359, 292 (2003)CrossRef B.L. Kong, S.T. Zhang, J. Ma, F. Boey, J. Alloys Compd. 359, 292 (2003)CrossRef
18.
Zurück zum Zitat B. Bagchi, S. Das, A. Bhattacharya, R. Basu, P. Nandy, J. Am. Ceram. Soc. 92, 748 (2009)CrossRef B. Bagchi, S. Das, A. Bhattacharya, R. Basu, P. Nandy, J. Am. Ceram. Soc. 92, 748 (2009)CrossRef
19.
Zurück zum Zitat D. Roy, B. Bagchi, S. Das, P. Nandy, Ceramic-Silikaty. 56, 222 (2012) D. Roy, B. Bagchi, S. Das, P. Nandy, Ceramic-Silikaty. 56, 222 (2012)
20.
Zurück zum Zitat F. Mizukami, K. Maeda, M. Toba, T. Sano, S.I. Niwa, J. Solgel Sci. Technol. 8, 101 (1997) F. Mizukami, K. Maeda, M. Toba, T. Sano, S.I. Niwa, J. Solgel Sci. Technol. 8, 101 (1997)
21.
Zurück zum Zitat H. Schneider, Transition Metal Distribution, in Mullite and Mullite Matrix Composites, ed. by S. Somiya, R.F. Davis, J.A. Pask (The American Ceramic Society, Westerville, 1990), p. 135 H. Schneider, Transition Metal Distribution, in Mullite and Mullite Matrix Composites, ed. by S. Somiya, R.F. Davis, J.A. Pask (The American Ceramic Society, Westerville, 1990), p. 135
22.
Zurück zum Zitat P. Sarin, W. Yoon, R.P. Haggerty, C. Chiritescu, N.C. Bhorkar, W.M. Kriven, J. Eur. Ceram. Soc. 28, 353 (2008)CrossRef P. Sarin, W. Yoon, R.P. Haggerty, C. Chiritescu, N.C. Bhorkar, W.M. Kriven, J. Eur. Ceram. Soc. 28, 353 (2008)CrossRef
23.
24.
Zurück zum Zitat S. Shoval, M. Boudeulle, S. Yariv, I. Lapides, G. Panczer, Opt. Mater. 16, 319 (2001)CrossRef S. Shoval, M. Boudeulle, S. Yariv, I. Lapides, G. Panczer, Opt. Mater. 16, 319 (2001)CrossRef
25.
Zurück zum Zitat V. Paunovic, L. Zivkovic, L. Vracar, V. Mitic, L. Miljkovic, Serb. J. Elect. Eng. 1(3), 89 (2004)CrossRef V. Paunovic, L. Zivkovic, L. Vracar, V. Mitic, L. Miljkovic, Serb. J. Elect. Eng. 1(3), 89 (2004)CrossRef
27.
Zurück zum Zitat D. Hoffman, R. Roy, S. Komarneni, J. Am. Ceram. Soc. 69, 468 (1984) D. Hoffman, R. Roy, S. Komarneni, J. Am. Ceram. Soc. 69, 468 (1984)
28.
29.
Zurück zum Zitat D. Roy, B. Bagchi, S. Das, P. Nandy, Mater. Chem. Phys. 138, 375 (2013)CrossRef D. Roy, B. Bagchi, S. Das, P. Nandy, Mater. Chem. Phys. 138, 375 (2013)CrossRef
31.
Zurück zum Zitat D. Roy, B. Bagchi, S. Das, P. Nandy, J. Electroceramics 4, 261 (2012)CrossRef D. Roy, B. Bagchi, S. Das, P. Nandy, J. Electroceramics 4, 261 (2012)CrossRef
32.
Zurück zum Zitat D.R. Patil, S.A. Lokare, R.S. Devan, S.S. Chougule, C.M. Kanamadi, Y.D. Kolekar, B.K. Chougule, Mater. Chem. Phys. 10, 254 (2007)CrossRef D.R. Patil, S.A. Lokare, R.S. Devan, S.S. Chougule, C.M. Kanamadi, Y.D. Kolekar, B.K. Chougule, Mater. Chem. Phys. 10, 254 (2007)CrossRef
33.
Zurück zum Zitat A. See, J. Hassan, M. Hashim, W. Mohd. Daud Wan Yusoff, Solid State Sci. Tech. 16, 197 (2008) A. See, J. Hassan, M. Hashim, W. Mohd. Daud Wan Yusoff, Solid State Sci. Tech. 16, 197 (2008)
34.
Zurück zum Zitat S. Sindhu, M.R. Anantharaman, B.P. Thampi, K.A. Malini, P. Kurian, Bull. Mater. Sci. 25, 599 (2002)CrossRef S. Sindhu, M.R. Anantharaman, B.P. Thampi, K.A. Malini, P. Kurian, Bull. Mater. Sci. 25, 599 (2002)CrossRef
35.
Zurück zum Zitat R.L. Ore’fice, W.L. Vasconselos, J. Sol–Gel Sci. Technol. 9, 239 (1997) R.L. Ore’fice, W.L. Vasconselos, J. Sol–Gel Sci. Technol. 9, 239 (1997)
36.
37.
Zurück zum Zitat L.S. Cividanes, T.M.B. Campos, L.A. Rodrigues, D.D. Brunelli, G.P. Thim, J. Sol–Gel Sci. Technol. 55, 111 (2010)CrossRef L.S. Cividanes, T.M.B. Campos, L.A. Rodrigues, D.D. Brunelli, G.P. Thim, J. Sol–Gel Sci. Technol. 55, 111 (2010)CrossRef
38.
Zurück zum Zitat B.K. Paul, K. Haldar, D. Roy, B. Bagchi, A. Bhattacharya, S. Das, J. Adv. Ceram. 3(4), 278 (2014)CrossRef B.K. Paul, K. Haldar, D. Roy, B. Bagchi, A. Bhattacharya, S. Das, J. Adv. Ceram. 3(4), 278 (2014)CrossRef
39.
Zurück zum Zitat B.K. Paul, K. Haldar, D. Roy, B. Bagchi, A. Bhattacharya, S. Das, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 25, 5218 (2014) B.K. Paul, K. Haldar, D. Roy, B. Bagchi, A. Bhattacharya, S. Das, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 25, 5218 (2014)
40.
Zurück zum Zitat R.K. Goyal, P. Jadhav, A.N. Tiwari, J. Electron. Mater. 40, 1377 (2011)CrossRef R.K. Goyal, P. Jadhav, A.N. Tiwari, J. Electron. Mater. 40, 1377 (2011)CrossRef
41.
Zurück zum Zitat S.F. Wang, Y.R. Wang, K.C. Cheng, J.H. Chen, Y.P. Hsaio, J. Electron. Mater. 37, 925 (2008)CrossRef S.F. Wang, Y.R. Wang, K.C. Cheng, J.H. Chen, Y.P. Hsaio, J. Electron. Mater. 37, 925 (2008)CrossRef
42.
Zurück zum Zitat C. Venkataraju, G. Sathiskumar, K. Sivakumar, J. Alloys Compd. 498, 203 (2010)CrossRef C. Venkataraju, G. Sathiskumar, K. Sivakumar, J. Alloys Compd. 498, 203 (2010)CrossRef
43.
Zurück zum Zitat K.W. Wagner, Am. J. Phys. 40, 317 (1973) K.W. Wagner, Am. J. Phys. 40, 317 (1973)
44.
Zurück zum Zitat S.F. Mansour, Egypt J. Solids 28, 263 (2005) S.F. Mansour, Egypt J. Solids 28, 263 (2005)
45.
Zurück zum Zitat D. Ravinder, G.R.M. Prankishan, P. Nitendarkishan, D.R. Sagar, J. Mater. Lett. 44, 256 (2000)CrossRef D. Ravinder, G.R.M. Prankishan, P. Nitendarkishan, D.R. Sagar, J. Mater. Lett. 44, 256 (2000)CrossRef
46.
Zurück zum Zitat A.R. Kulkarni, P. Lunkenheimer, A. Loidl, Mater. Chem. Phys. 63, 93 (2000)CrossRef A.R. Kulkarni, P. Lunkenheimer, A. Loidl, Mater. Chem. Phys. 63, 93 (2000)CrossRef
48.
Zurück zum Zitat M. Malki, C.M. Hoo, M.L. Mecartney, H. Schneider, J. Am. Ceram. Soc. 97(6), 1923 (2014)CrossRef M. Malki, C.M. Hoo, M.L. Mecartney, H. Schneider, J. Am. Ceram. Soc. 97(6), 1923 (2014)CrossRef
50.
Zurück zum Zitat L.B. Kong, T.S. Zhang, J. Ma, F. Boey, J. Eur. Ceram. Soc. 23, 2247 (2003)CrossRef L.B. Kong, T.S. Zhang, J. Ma, F. Boey, J. Eur. Ceram. Soc. 23, 2247 (2003)CrossRef
Metadaten
Titel
A comparative electrical study of nano-crystalline mullite with low dielectric loss due to incorporation of tungsten and molybdenum ion: their uses in electronic industries
verfasst von
Kumaresh Halder
Debasis Roy
Sukhen Das
Publikationsdatum
01.08.2015
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 8/2015
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-015-3139-4

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