【摘 要】
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随着通信技术的更新迭代,上层应用的器件对下层的基础材料提出了更高的要求。低温共烧陶瓷（Low-Temperature Co-fired Ceramic,LTCC）粉体材料是其中重要的一种,在通信技术更新的背景下,中国国内亟需自主研发出性能优异的、适用于不同应用场景的LTCC粉体材料。本文针对LTCC粉体材料在不同应用场景下热膨胀需求各异的现实,以Al2Mo3O12基微波介质陶瓷材料为研究对象,系统
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随着通信技术的更新迭代,上层应用的器件对下层的基础材料提出了更高的要求。低温共烧陶瓷（Low-Temperature Co-fired Ceramic,LTCC）粉体材料是其中重要的一种,在通信技术更新的背景下,中国国内亟需自主研发出性能优异的、适用于不同应用场景的LTCC粉体材料。本文针对LTCC粉体材料在不同应用场景下热膨胀需求各异的现实,以Al2Mo3O12基微波介质陶瓷材料为研究对象,系统研究了材料热膨胀特性和微波介电性能与其物相成分、晶体结构和微观形貌的相互影响规律,其主要结论如下:（1）Al2-xYxMo3O12样品中主要存在着Al2Mo3O12和Y2Mo4O15两种物相。在Al2Mo3O12中引入少量Y2Mo4015有助于材料致密度和微波介电性能的提升,并使材料的线热膨胀系数（αL）在转变为40 ppm/℃左右。样品的相对介电常数（εr）和品质因数（Q×f）值主要受样品组分和致密度的影响,谐振频率温度系数（τf）则变化不大。在x=0.4时,得到微波性能最佳的样品:εr=7.28,Q×f=93 100 GHz,τf=-65.70 ppm/℃。其 Q×f相较本文中合成的单相Al2Mo3O12（27 300 GHz）提升幅度近240%。（2）Al2-xScxMo3O12样品中Sc3+取代Al3+形成单相结构。Sc3+离子的掺入不仅促进了烧结行为从而提高了样品致密度,还使样品的相变温度点向低温区移动,逐渐在室温下呈现为正交相,并展现出较小的αL值。样品的εr和Q×f主要受致密度和晶体结构的影响,而样品的τf值则主要受晶体结构稳定性的影响。在x=0.5时,材料综合性能最佳,其性能如下:εr=7.26,Q×f=82 000 GHz,τf=-53.91 ppm/℃,αL=2.43 ppm/℃（35～600℃）。（3）Al2-xGaxMo3012样品中Ga3+取代Al3+形成单相结构。Ga3+的掺入对样品的烧结行为有促进作用,同时使样品的相变温度点向高温区移动,从而使样品单斜相状态下的热膨胀特性温区扩大,符合LTCC粉体的应用需求。其微波介电性能的变化规律和Al2-xScxMo3O12的相似,主要受到致密度和晶体结构的影响。在x=0.6时,得到了高Q×f值、高αL的微波介质陶瓷材料,其性能如下:εr=6.23,Q×f=64 170 GHz,τf=-85.94 ppm/℃,αL=11.40 ppm/℃（45～324℃）。
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