【摘 要】
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随着现代通讯技术的迅猛发展,微波介质材料展现了巨大的发展潜力,得到研究者越来越多的关注。为了满足信息时代的发展与变迁,研究者们需要去寻找更多的新型微波介质陶瓷作为未来的候选材料。本文对几种新型稀土基微波介质陶瓷材料进行了微波介电性能研究。（1）采用一步反应烧结法合成了Ca1.15Sm0.85Al0.85Ti0.15O4陶瓷。通过X射线衍射和Rietveld分析物相、晶胞结构与原子占位。系统研究了内
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随着现代通讯技术的迅猛发展,微波介质材料展现了巨大的发展潜力,得到研究者越来越多的关注。为了满足信息时代的发展与变迁,研究者们需要去寻找更多的新型微波介质陶瓷作为未来的候选材料。本文对几种新型稀土基微波介质陶瓷材料进行了微波介电性能研究。（1）采用一步反应烧结法合成了Ca1.15Sm0.85Al0.85Ti0.15O4陶瓷。通过X射线衍射和Rietveld分析物相、晶胞结构与原子占位。系统研究了内在原因（晶格能、键价和堆积分数）以及外在原因对陶瓷微波特性的影响。当烧结温度为1550℃时,ε测量值为17.5、Q×f达到最大值66700 GHz、其τf稳定值维持在-0.4～-8.34 ppm/℃之间。此外,还用La、Nd、Y分别替代Sm去制备Ca1.15RE0.85Al0.85Ti0.15O4（RE=La,Nd,Y）陶瓷,并对其微波介电性能进行了分析。在烧结温度为1500℃时,CNAT和CYAT陶瓷具有最佳的微波介电性能,分别为εr=19.2,Q×f=74924 GHz,τf=-1.21 ppm/℃和εr=17.46,Q×f=27440 GHz,τf=-5.79 ppm/℃,而CLAT陶瓷在1525℃获得最佳微波介电性能εr=17.5,Q×f=22568 GHz,τf=-14.69 ppm/℃。（2）通过固相烧结法制备了RE2GeO5（RE=Sm,Nd）陶瓷,XRD图谱分析表明,RE2GeO5（RE=Sm、Nd）陶瓷都属于单斜晶结构且未检测到第二相,表明其为稳定的单相结构。当温度为1400℃时,Sm2GeO5陶瓷具有最佳性能:εr=12.69,Q×f=27882 GHz,τf=-94 ppm/℃。当温度为1375℃时,Nd2GeO5陶瓷具有最佳性能:εr=13.93,Q×f=32445 GHz,τf=-115 ppm/℃。（3）通过固相烧结法制备了MNd Ti Nb O7（M=Ca,Sr）陶瓷。XRD图谱分析表明,CaNd Ti Nb O7陶瓷为稳定的单相结构。而对于Sr Nd Ti Nb O7陶瓷,从其XRD图谱上可以看出Sr Nd Ti Nb O7陶瓷衍射峰与标准卡片（PDF#01-081-1974和PDF#01-079-0174）吻合,即表明其含有Nd Nb O4和Sr Ti O3两相。MNd Ti Nb O7（M=Ca,Sr）陶瓷εr分别在1400°C时和1375°C达到最大值为65.1和56.5。当烧结温度为1400°C,陶瓷Q?f值达到最大值为6710 GHz。此外,CaNd Ti Nb O7陶瓷的?f值呈现先逐渐增加后减小的趋势,而Nb5+的键价与之相反。对于MNd Ti Nb O7（M=Ca,Sr）陶瓷的?f具有较大的正值,分别在+150～+200 ppm/oC和+220～+300 ppm/oC的范围内。因此,可以通过添加MNd Ti Nb O7（M=Ca,Sr）陶瓷作为第二相去调节具有较大负?f值的微波材料,从而实现微波陶瓷近零的?f值。同时通过引入不同含量的Ta离子进行掺杂,研究CaNd Ti(Nb1-xTax)O7陶瓷的微波介电性能变化。
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