MgO-Al2O3-SiO2-TiO2系统堇青石基微晶玻璃具有优良的微波介电性能(εr～5-7.5，tgδ-10-4)，较低的热膨胀系数，被广泛应用于军事、航空航天、电子封装等领域，是一种传统的微波介质材料，但其较低的介电常数也限制了它在某些领域的应用。随着微波技术的不断发展，迫切需要具有系列化介电常数的材料，以满足不同微波电路设计和应用的要求。在堇青石微晶玻璃基础上研发的MgO-Al2O3-SiO2-TiO2-CeO2系统微晶玻璃具有较低的介电损耗，更高并可调的介电常数，较高的机械强度，是一种新型的微波介质材料，已经在军用相控阵雷达等领域获得了成功的应用。但目前国际上对该系统微晶玻璃的相变过程和微波介电性能的研究报道很少，对材料的组成、显微结构和介电性能之间的关系更缺乏系统深入的研究。　　 本论文的目的是，通过深入系统地研究材料的化学组成、热处理工艺、显微结构和微波介电性能之间的关系，阐明MgO-Al2O3-SiO2-TiO2-CeO2系统微晶玻璃在热处理过程中的相交过程以及相变过程中显微结构和微波介电性能的变化规律；揭示CeO2和TiO2两种主要组分对该系统玻璃的相变过程、显微结构和微波介电性能的影响，为新型微晶玻璃微波介质材料的研制开发提供新的实验和理论基础。　　 本论文的主要研究工作分为四部分：　　 1.考察了TiO2和CeO2组分对MgO-Al2O3-SiO2-TiO2-CeO2系统微晶玻璃熔制的影响。　　 2.以MgO-Al2O3-SiO2-TiO2-CeO2系统中某一典型组分的玻璃为对象，详细研究了玻璃的分相、成核及析晶等相变过程，以及热处理过程中显微结构和微波介电性能的变化规律。　　 3.系统研究了CeO2组分对MgO-Aol2O3-SiO2-TiO2-CeO2系统微晶玻璃的析晶过程、显微结构和微波介电性能的影响。　　 4.系统研究了TiO2组分对MgO-Al2O3-SiO2-TiO2-CeO2系统微晶玻璃的析晶过程、显微结构和微波介电性能的影响。　　 本论文工作得到的主要结论是：　　 1.MgO-Al2O3-SiO2-TiO2-CeO2系统原始玻璃在核化与晶化热处理之前就已经出现液一液分相：富含Ti4+、Ce4+的孤立的微小液滴相均匀的分布在富含Si4+、Al3+的玻璃基底相中。　　 2.随着热处理温度的升高，玻璃在850℃～1250℃温度范围内，依次析出五种晶相：硅钛铈矿相、镁铝钛酸盐相、金红石相、α-堇青石相和氧化铈相，其中镁铝钛酸盐相是一种亚稳相，而氧化铈相则是在1200℃左右的高温下，从残余玻璃相中析出，且其含量较低。经1250℃热处理2小时后，该系统微晶玻璃由三种主晶相组成：硅钛铈矿相、金红石相和α-堇青石相。在1050～1250℃温度范围内，随热处理温度的升高，玻璃中析出的硅钛铈矿相和α-堇青石相的含量一直增加，而金红石相的含量则先增加后减少。　　 3.材料的介电常数(εr)和品质因数(Qxf)均随热处理温度的升高先增大后减小，并在1200℃附近达到最大值。玻璃中析出的硅钛铈矿相和金红石相都具有正谐振频率温度系数(τf)，它们共同作用使材料的τf值随热处理温度升高而一直增大。　　 4.CeO2对MgO-Al2O3-SiO2-TiO2-CeO2系统微晶玻璃的相变过程和显微结构有着显著的影响。不含CeO2的MgO-A12O3-SiO2-TiO2微晶玻璃中，镁铝钛酸盐相首先析出并发展成为材料的主晶相。CeO2的引入使镁铝钛酸盐相变为一个亚稳相，同时玻璃的初晶相从镁铝钛酸盐相变为硅钛铈矿相。随着CeO2的增加，硅钛铈矿相、镁铝钛酸盐相、α-堇青石相的析晶峰温度向高温方向移动。1150℃热处理后的样品中出现了由金红石相富集形成的网络状不均匀区，这种网络状结构的尺寸可达10～20μm，并且随着CeO2的增加，这种网络状结构的尺寸迅速变小。　　 5.在MgO-AlO3-SiO2-TiO2-CeO2系统中，随着CeO2含量x的增加，微晶玻璃材料(1.0MgO·1.2Al2O3·2.8SiO2·1.2TiO2·xCeO2，其中x=0.2，0.4，0.6和0.8)的介电常数先增加后减小，并在CeO2含量x=0.6时达到最大值11.73，品质因数从12600GHz增大到15300GHz，而谐振频率温度系数则从116.2ppm/℃迅速下降到　　 6.TiO2含量的变化对MgO-Al2O3-SiO2-TiO2-CeO2系统微晶玻璃的析晶过程没有显著影响，材料中析出晶相的种类和次序以及主晶相均没有发生变化。但TiO2含量的增加，使金红石相的析出量显著增加，同时使硅钛铈矿相和镁铝钛酸盐相的析晶峰温度向低温方向移动，玻璃的析晶倾向增大。随着TiO2含量的增加，由金红石相富集形成的网络状结构尺寸更小，析出更多粗大的金红石相晶粒。　　 7.在MgO-Al2O3-SiO2-TiO2-CeO2系统中，随着TiO2含量的增加，微晶玻璃材料的介电常数从10.70逐渐增加到13.57，材料的谐振频率温度系数也从22.3ppm/℃增大到117.4ppm/℃，同时仍具有较高的品质因数(大于10000GHz)。