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随着现代通讯技术的飞速发展,微波技术越来越高频化,微波技术向着更高频率的方向(毫米波与亚毫米波)发展,微波器件越来越轻量化、小型化、工作高频化以及多频化,这就对微波介质材料的技术要求也越来越高。本论文研究了A3B2O9型低介电常数和A3B8O21型高介电常数陶瓷结构与微波介电性能研究,不同离子掺杂取代对其微波介电性能产生的影响分析,初步分析了两者在LTCC领域的应用可行性。(一)本实验通过固相烧结法制备了Zn3Mo2O9与Cu3Mo2O9样品,通过XRD测试均合成纯相。Zn3Mo2O9样品在1000℃烧结后具有最佳微波介电性能:εr=8.7,Q×f=23,400 GHz,τf=-79.0 ppm/℃,B2O3的加入可以有效地降烧结温度至900℃,调节后的性能为:εr=8.4,Q×f=20,300 GHz,τf=-76.0 ppm/℃。Cu3Mo2O9样品在660℃烧结后具有相对最佳微波介电性能:εr=7.2,Q×f=19,300 GHz,τf=-10.2 ppm/℃,且与Ag电极有良好的化学兼容性。两者都具有在LTCC技术领域应用的潜在价值。(二)本实验通过固相烧结法制备了Ba3Nb4-4xTi4+5xO21(x=0.1,0.2,0.3)系列陶瓷。当x=0.1、0.2时成功制备出目标相Ba3Nb3.2Ti5O21和Ba6Nb2Ti14O39,且两者在1230℃烧结后均能获得相对较好的微波介电性能:Ba3Nb3.2Ti5O21(εr=65,Q×f=8000 GHz,τf=+120 ppm/℃)和Ba3Nb3.2Ti5O2(εr=55,Q×f=9500 GHz,τf=+110 ppm/℃),相比较在1270℃烧结的Ba3Ti4Nb4O21陶瓷的介电常数(~55)、Q×f值(9500GHz)以及τ?(+100 ppm/℃),介电常数有所提高,但品质因子和热稳定性降低了,主要原因是Nb5+与Ti4+的离子极化率不同以及随着取代量的不同氧多面体结构也发生了变化。当x=0.3时,得到的是Ba3Nb3.2Ti5O21和Ba6Nb2Ti14O39两者的混合物,其微波介电性能为:εr=55,Q×f=7000 GHz,τf=+95 ppm/℃,不能合成预计的Ba3Nb2.8Ti5.5O21陶瓷相。(三)采用固相反应烧结法制备了Ba2KTi3Nb5O21、Ba3Zn4/3Nb20/3O21、Ba3Mg4/3Nb20/3O21系列微波介质陶瓷,随着不同离子取代,其微波介电性能随烧结温度的变化较小,性能较稳定。Ba3Mg4/3Nb20/3O21(S.T=1280℃,εr=40,Q×f=3900 GHz,τf=+30 ppm/℃);Ba2KTi3Nb5O21(S.T=1180℃,εr=65,Q×f=6000 GHz,τf=+100ppm/℃)介电常数提高了10,但品质因子有所损耗;Ba3Zn4/3Nb20/3O21(S.T=1180℃,εr=47,Q×f=1000 GHz,τf=0 ppm/℃)品质因子有所下降,却具有非常好的热稳定性。不同离子的取代对不同的性能参数产生影响,可以根据实际需求应用于不同领域。