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随着现代通信技术的发展,尤其是现在5G技术的发展,要求电子产品的体积越来越小,工作频率越来越高的趋势不可逆转。为了满足目前电子设备小型化同时降低成本的需要,对贱金属内电极多层陶瓷电容器(BME MLCC)的需求越来越迫切。因此能在中性气氛中与贱金属共烧的抗还原高介电常数的微波介质材料成为研究的热点。CaTiO3体系因其较高的介电常数一直备受关注。本文以CaTiO3基微波介质陶瓷为研究对象,研究Ce进行A位取代后对Ca(1-3x/2)CexTiO3(CCT)微波介电性能和相成分以及结构的影响,并在Ca(1-3x/2)CexTiO3的基础上探究其与化合物复合和B位取代对微波介电性能和相结构的影响。首先研究了氮气中烧结Ca(1-3x/2)CexTiO3的相成分以及结构。研究表明氮气的烧结环境有助于Ce3+的产生,与空气中烧结的样品相比,Ce在CaTiO3中的固溶度显著地提高。通过XRD和Raman分析发现,随着x值的增大,陶瓷出现了由正交钙钛矿到四方钙钛矿结构的相变。同时随着Ce含量的增高,氮气环境中烧结CCT的Q×f值先增大减小,τf值逐渐降低。Ce引入CaTiO3中,有效地改善了CCT的抗还原特性,结合XPS分析发现氧空位和Ti3+的相对含量逐渐减少,利用缺陷化学、内应力对此进行了分析。当x=0.14时取得最佳微波介电性能(εr=130.6,Q×f=11705 GHz,τf=352ppm/℃)。为进一步改善氮气中烧结CCT的温度稳定性,研究了不同具有负τf值的化合物(NdAlO3和Li1/2Nd1/2O3)对微波介电性能影响。研究结果表明,CCT的τf值随NdAlO3含量的增多逐渐下降,当NdAlO3含量为30%时,τf值趋于零,与此同时陶瓷的介电常数会随着NdAlO3的含量的增多急剧下降,Q×f值先降低然后逐渐增大,再减小。在氮气和空气中不能合成具有稳定钙钛矿结构的Li1/2Ce1/2O3。Li1/2Nd1/2O3与CCT陶瓷复合的研究表明,CCT的τf值、Q×f值和介电常数随Li1/2Nd1/2O3含量的增多逐渐下降,当Li1/2Nd1/2O3含量为70%时,τf值趋于零,此时的Q×f值比较低。为了使陶瓷保持较高的介电常数和Q×f值,同时τf值尽可能降低,对CCT进行了B位取代的改性研究。研究表明,与空气中烧结相比,氮气环境中烧结能够提高CrNb在Ca0.79Ce0.14Ti1-c(Cr0.5Nb0.5)cO3(CCTCN)陶瓷中的固溶度,随着(Cr0.5Nb0.5)4+含量的增加,CCTCN陶瓷的介电常数、Q×f值和τf值逐渐降低。Al3+对CCT的B位取代的研究结果表明,氮气环境中烧结的Ca0.79Ce0.14Ti1-3a/4AlaO3(CCTA)陶瓷,随着Al3+含量的增多,晶粒尺寸逐渐减小,同时陶瓷的介电常数和τf值逐渐下降。当0.067£a£0.20时,随着a值的增大Q×f值逐渐增大;当a>0.2时,随着a的增大Q×f值逐渐降低。CCTA陶瓷在a=0.20取得最佳的微波介电性能(εr=83.97,Q×f=18431 GHz,τf=159 ppm/℃)。