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Development of high entropy ceramic-polymer composite by ultra-low temperature sintering for high-frequency related applications

Projektbeschreibung

Die Landschaft der Mikrowellenkommunikationssysteme erweitern

Die Suche nach Werkstoffen mit maßgeschneiderten dielektrischen Eigenschaften im Millimeterwellenbereich stellt eine große Herausforderung für Mikrowellenkommunikationssysteme dar. In der Literatur wird die Bedeutung verlustarmer dielektrischer Keramiken mit thermischer Stabilität und niedriger Permittivität unterstrichen. Die vorhandenen Werkstoffe müssen jedoch durch neue Produktionsverfahren oder Zusammensetzungen verbessert werden. Im Rahmen des über die Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen unterstützten Projekts HECPC wird diese Lücke geschlossen, indem es neue Ansätze für die Herstellung und Charakterisierung von Diopsidkeramiken auf CaMgSi2O6-Basis vorstellt. Konkret werden im Rahmen der Forschungsarbeiten strategisch einstellbare dielektrische Eigenschaften und die Verarbeitung bei niedrigen Temperaturen durch Kationensubstitution mittels einer Hochentropie-Strategie oder ein neues Ultra-Niedrigtemperatur-Sinterverfahren, das sogenannte Kaltsintern, eingeführt.

Ziel

The search for microwave materials with tailored dielectric properties in millimeter-wave frequencies has been the objective of a significant number of manuscripts reported in the literature. Dielectric ceramics with low-loss dielectric, thermally stable and low permittivity have received extensive attention owing to their significant application prospects in microwave communication systems. It is therefore desirable to introduced new production techniques, new compositions or improves the properties. The proposed research will intellectually contribute to the scientific literature through the preparation and characterization of new dielectric materials belonging to the diopside CaMgSi2O6 based ceramics. This proposal seeks to achieve the following specific objectives: (1) Consideration of the impact of different types and concentrations of dopant such as Sr and Ba for large divalent cation (Ca) and Zn, Co, Mn and Ni for small divalent cation (Mg) via high entropy strategy on the structural, microstructural and microwave dielectric characteristics of CaMgSi2O6 based ceramics. (2) Evaluation of the effect of thermal annealing time and temperature on the final performance of high entropy CaMgSi2O6 based ceramics. (3) To explore the relationship between high entropy design and microwave dielectric properties. (4) Fabrication of CaMgSi2O6 – Polyethylene (PE) composites using cold sintering process and investigation of the pressure, temperature and transient solvent type on densification, microstructure and microwave dielectric properties. State of the art and new experimental techniques and methods will be used in order to achieve the goals of this proposal.

Koordinator

OULUN YLIOPISTO
Netto-EU-Beitrag
€ 215 534,40
Adresse
PENTTI KAITERAN KATU 1
90014 Oulu
Finnland

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Region
Manner-Suomi Pohjois- ja Itä-Suomi Pohjois-Pohjanmaa
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
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Gesamtkosten
Keine Daten