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近年来,随着现代通信技术,如卫星通信、移动通信、全球卫星定位系统(GPS)、蓝牙技术以及无线局域网(WLAN)等的飞速发展,微波技术也向着毫米波和亚毫米波的方向发展。目前,低介电常数、高品质因数的微波介质陶瓷材料已经广泛应用于谐振器、滤波器与振荡器等微波器件。本论文以镓酸盐系陶瓷作为为研究对象,用固相法合成陶瓷材料,采用XRD,SEM,TEM,Raman,FT-IR,XPS等多种手段对陶瓷材料的物相组成,原子结构,微观结构进行分析,研究烧结温度,物相组成,材料微观结构,致密度及微波介电性能之间的相互影响和制约关系。(1)采用固相法合成尖晶石结构ZnGa2O4陶瓷,950℃得到纯相ZnGa2O4陶瓷。ZnGa2O4陶瓷1385℃下烧结,微波介电性能如下:r=10.4,Q×f=94,600GHz(13.345GHz),τf=-27ppm/℃,与ZnAl2O4(1550℃:r=8.5,Q×f=56,300GHz,τf=-79ppm/℃)相比,ZnGa2O4陶瓷烧结温度较低,烧结范围较宽,相对介电常数,Q×f值增大,温度系数τf较小。当烧结温度高于1360℃时,陶瓷表面存在两种形貌,晶粒的生长遵循VLS机理。(2)采用固相法合成尖晶石MgGa2O4陶瓷,1185℃下得到纯相MgGa2O4陶瓷。烧结温度高于1335℃时,晶粒生长充分,结构均匀致密,晶界较为明显,存在取向生长,阳离子有序度随烧结温度升高而增大,这些都有利于改善其介电性能。MgGa2O4陶瓷1410℃烧结,微波介电性能如下:r=9.54,Q×f=117,000GHz (14.7GHz),τf=-4.0ppm/℃,与MgAl2O4(1550℃:r=8.75,Q×f=68,900GHz,τf=-75ppm/℃)相比,MgGa2O4陶瓷烧结温度较低,烧结范围较宽,相对介电常数,Q×f值较大,温度系数接近于0。(3)采用固相法合成Mg(GaxAl1-x)2O4(x=0-1.0),研究了不同Ga掺杂量和烧结温度对该体系陶瓷相对密度,微观结构及微波介电性能的影响。随着Ga掺杂量增加,Mg(GaxAl1-x)2O4的XRD衍射角,Raman光谱,FT-IR光谱均呈现规律性变化。测试结果表明,Mg(GaxAl1-x)2O4形成了固溶体。Mg(GaxAl1-x)2O4(x=0.6)固溶体1485℃下烧结,介电性能如下: r=8.87,Q×f=107,000GHz (测试频率:14.8GHz), τf=-16ppm/℃。通过多种测试和表征手段对陶瓷材料的物相组成,原子结构和微观结构进行分析,考察了掺杂量,烧结温度对陶瓷材料致密度,物相组成、晶粒生长及介电性能的影响。