为了满足5G时代电子器件宽频化、小型化、高性能的要求,以环行器主要材料介电陶瓷与磁性铁氧体复合共烧基板为主要研究对象,针对其制备过程中存在的扩散问题,以第一性原理的方法从原子微观角度出发,对介电陶瓷/Ni Zn铁氧体中阳离子的扩散问题做出系统研究,理解其阳离子扩散机制,为高性能微波陶瓷/旋磁材料的研制提供理论和技术支撑。并结合机器学习的方法构建了阳离子晶内扩散激活能预测模型。使用密度泛函理论的方法,首先研究了阳离子在三种基体中的自扩散过程,使用扩散势垒评估阳离子扩散的难易程度;使用掺杂模型来模拟阳离子进入对方基体的过程,通过掺杂形成能评估阳离子的最佳掺杂位点并以此来研究其互扩散过程,并通过扩散势垒估算了1500 K下阳离子的扩散系数,建立互扩散偶模型模拟了1500 K下3 h后阳离子的扩散深度。结果发现,对于MT晶体,其自扩散势垒普遍低于互扩散势垒,Zn离子的扩散势垒与其自扩散势垒相近约为1 e V,1500 K下3 h扩散深度约为8nm;而对于CT晶体,两种扩散过程的扩散势垒均远大于其他晶体中的扩散,离子的扩散行为难以发生;在NZF晶体中,Ca离子的扩散系数为最大的,但由于Ca离子的自扩散系数较低,因此Ca离子进入NZF晶格中的数量也较少,其次是Mg离子,1500 K下3 h后Mg离子的扩散深度约为100 nm。建立了MT（001）-NZF（111）界面模型,评估了界面稳定性,并以此界面模型模拟了Zn和Mg离子的扩散过程,计算了两种阳离子在界面处的扩散势垒,Zn离子的扩散势垒更低,扩散更容易。因此在复合共烧基板制备过程中可以针对Zn离子做出相应的手段来抑制其扩散。使用机器学习方法建立了阳离子晶内扩散模型来预测阳离子的扩散激活,从文献和数据库中收集了500个扩散相关数据作为数据集,使用13个与原子相关的数据作为特征值,评估了特征权重,发现基体的熔点Mh,基体中的最大键能Beh所占权重大,最后使用随机森林模型建立了扩散模型,用以预测阳离子的扩散激活能。这为我们评估离子扩散提供了新的思路和方法。