随着5G商用的开启,“万物互联”时代即将到来,微波电路和器件具有追求高频化、小型化和高可靠性的发展趋势,因此对高频微波介质基板的研制也提出了新的需求。在高频环境下,微波介质基板材料需要具有极低的介电损耗（tanδ）、可调的介电常数（ε_r）和近零的介电常数温度系数（τ_ε）。而聚四氟乙烯（PTFE）基陶瓷掺杂复合基板由于能够将陶瓷材料优异的介电性能与有机聚合物材料良好的加工性进行综合,近年来已成为高频微波介质基板研制的热点之一。但目前对PTFE基介质基板材料的研究还停留在简单的性能分析上,而对陶瓷填充物的表面改性机理还缺乏有效的表征手段,同时对复合基板τ_ε值的决定因素缺乏深入研究。本文以无机陶瓷填充物掺杂PTFE复合基板为研究对象,选用全氟辛基三乙氧基（F8261）硅烷偶联剂对陶瓷填充物的表面进行氟化改性处理,并对改性机理进行了系统性研究和表征,设计出了能够满足不同性能要求的高频PTFE基介质基板,并获得了如下研究成果:（1）通过传统固相合成工艺制备了低介Ca Mg_0.98Cr_0.04/3Si₂O₆（CMCS,ε_r=8.1,tanδ=0.0001）陶瓷粉末,当采用1.5 wt.%的F8261对其进行氟化改性后,陶瓷表面嫁接了大量的有机R基团{-（CH₂）₂-（CF₂）₅-CF₃},此时CMCS的表面能降低至3 mj/m²,表现出极强的疏水性,能够与PTFE形成致密的微观结构。当CMCS的填充量为40 wt.%时,CMCS/PTFE复合基板具有较低的介电常数（ε_r=3.21）、极低的介电损耗（tanδ=0.0008）和极低的吸水率0.13%。（2）采用一次合成工艺制备了高介Ca_0.61Nd_0.26Ti_0.99Cr_0.01O₃（CNT,ε_r=99,tanδ=0.0002）陶瓷粉末,通过使用H₂O₂预处理方法,增加了CNT表面羟基（-OH）的数量和活性,增强了F8261的表面改性效果,使PTFE基体中CNT陶瓷的最大填充量由40 wt.%增加到60 wt.%,在保持极低的介电损耗tanδ=0.0025和极低的吸水率0.16%的同时,使得CNT/PTFE的介电常数ε_r由4.48增加到7.93。（3）分别制备了富含碱金属的Li基陶瓷氧化物Li₂Sn Mg_0.5O_3.5（LSMO）、Li₂Mg₃Ti O₆（LMT）和Li₂Mg_2.88Ca_0.12Ti O₆（LMCT）对PTFE进行掺杂研究,由于碱金属具有较强的活性,能够与吸附在表面的H₂O发生反应产生大量的-OH。当使用2.0 wt.%的F8261对LSMO进行改性时,红外图谱中亚甲基（-CH₂-）的特征吸收带最强,同时粉末的接触角达到最大值164°,表明此时的改性效果最佳。改性后的Li基陶瓷氧化物在PTFE基体中的最大填充量提高到70 wt.%,并保持极低的吸水率（<0.16）介电损耗（tanδ<0.0026）;同时我们通过在LMT陶瓷中掺入第二相Ca Ti O₃,成功的将LMT的介电常数温度系数从67 ppm/℃降低至-16ppm/℃,使得LMT/PTFE和LMCT/PTFE复合基板的τ_ε值表现出相反的变化趋势。并且当陶瓷填充量为70 wt.%时,LMCT/PTFE的τ_ε=-30 ppm/℃,相比于LMT/PTFE的120 ppm/℃优化了很多;通过与计算陶瓷-聚合物复合体系ε_r值的理论模型进行对比,发现在F8261改性后的Li基陶瓷氧化物掺杂PTFE体系中,Modified Lichtenecker模型中的拟合系数k应取0.1。同时还确定了当Effective-Medium Theory（EMT）模型中形貌因素m～0.25时,EMT模型对PTFE基复合基板的ε_r预测具有普适性。（4）选用τ_ε=38 ppm/℃,ε_r=12.1的岩盐结构Li₂Mg₃Sn O₆（LMS）粉末对PTFE进行掺杂,当使用2.0 wt.%的F8261对其进行表面改性处理后,LMS的表面能由560 mj/m²降至5 mj/m²,远小于水（γ^L=72 mj/m²）,此时LMS粉末的接触角由0°增加到159°,表现出极强的疏水性。当LMS在PTFE中的填充量为46 wt.%时,复合材料具有极低的吸水率（<0.02%）和介电损耗（tanδ=0.002）,此时LMS/PTFE复合基板的介电常数温度系数趋近于零（τ_ε=9.42 ppm/℃）。（5）通过一次固相合成工艺制备了中介0.8Ba Ti₄O₉-0.2Ba Zn₂Ti₄O₁₁（BZT,ε_r=34.2,τ_ε=-16 ppm/℃）复相陶瓷,通过在BZT/PTFE中掺入4 wt.%的玻纤（GF）,降低了复合基板的热膨胀系数（CTE）,当BZT含量为46 wt.%时,BZT/GF/PTFE具有近零的介电常数温度系数（τ_ε=1.57 ppm/℃）。随着BZT的含量由26 wt.%增加到66 wt.%,复合材料的结晶度由55.4降低至49.8。（6）制备了钙钛矿结构的高介Na_1/2Sm_1/2Ti O₃（NST,ε_r=100,τ_ε=-400ppm/℃）陶瓷粉末对PTFE进行掺杂,当在NST/PTFE中掺入4 wt.%的GF后,随着NST含量从26 wt.%增加到66 wt.%,NST/GF/PTFE复合基板在X、Y轴方向上的CTE由90 ppm/℃降低至19 ppm/℃。且当NST含量为36 wt.%时,复合基板在X、Y轴方向上的CTE～68 ppm/℃,此时NST/GF/PTFE复合基板具有近零的介电常数温度系数（τ_ε=17 ppm/℃）,较高的介电常数（ε_r=3.9）,同时还保持了较低的介电损耗（tanδ=0.001）和极低的吸水率（0.0037%）。