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近几十年来,随着无线通讯的快速发展以及人们生活水平的不断提高,GPS、WIFI、蓝牙、蜂窝网络等通信技术逐渐在人们日常生活中的各个领域得到了广泛的应用。通讯设备通常由各式各样的微波元器件组成,例如微波基板、介质天线、谐振器、滤波器、介质导波回路等。而作为这些器件中的核心基础材料,微波介质陶瓷受到了众多科研工作者的重视。ZrTiO4基微波介质陶瓷由于具有适中的介电常数、较高的品质因数以及低廉的价格等优点,成为了产业化应用的潜在候选者。遗憾的是,较大的谐振频率温度系数以及极高的烧结温度(≥1600°C)严重的削弱了其商用价值。本文首先就解决其谐振频率温度系数过大这一弊端进行了相关研究,通过取代有效地将其谐振频率温度系数调节至近零,并探讨了优化后的微波介电性能与XRD相结构、SEM微观形貌、拉曼以及红外光谱的关系。接着就解决其烧结温度过高这一弊端进行了研究,通过添加良好的烧结助剂有效地降低了其烧结温度,并分析了烧结助剂能有效降低烧结温度的相关机理。本文首先研究了(Al1/2Nb1/2)O2以及(Mg1/3Sb2/3)O2取代对ZrTiO4的烧结特性与微波介电性能的影响。研究表明,添加0.5wt%CuO作为烧结助剂的情况下,(Al1/2Nb1/2)O2和(Mg1/3Sb2/3)O2都能在一定范围内完全进入ZrTiO4晶格中。对于(Al1/2Nb1/2)O2取代,化学表达式可以简化为(ZrTi)1-x(Al1/2Nb1/2)2xx O4(0.12≤x≤0.30)。实验结果表明,最佳性能点出现在x=0.18,其烧结温度为1350°C,微波介电性能为:?r=36.5,Q×f=36200GHz,?f=0ppm/°C。同时,通过拉曼光谱以及红外光谱等手段进一步研究了声子振动模式,分析了微波介电性的变化原因。对于(Mg1/3Sb2/3)O2取代,化学表达式可以简化为(ZrTi)1-x(Mg1/3Sb2/3)2xx O4(0.04≤x≤0.36)。实验结果表明,最佳性能点出现在x=0.16,其烧结温度为1400°C,微波介电性能为:?r=31.9,Q×f=41800GHz,?f=+0.7 ppm/°C。同时,通过拉曼光谱以及红外光谱等手段对声子振动模式进行了研究,从而验证了微波介电性能的变化趋势。基于上述实验结果,可以发现,在添加了0.5wt%CuO作为烧结助剂的情况下,样品的烧结温度在一定程度上有所降低,但烧结温度仍然较高。为了进一步降低其烧结温度,本实验首次采用了BaCu(B2O5)烧结助剂对(ZrTi)0.84(Mg1/3Sb2/3)0.32O4陶瓷进行低温烧结研究。研究表明,纯(ZrTi)0.84(Mg1/3Sb2/3)0.32O4的烧结温度高达1525°C,而在掺杂5wt%BaCu(B2O5)时烧结温度降低到了1075°C,其微波介电性能为?r=27.5,Q×f=24900GHz,?f=-12.4 ppm/°C。可见,BaCu(B2O5)能起到明显的降低烧结温度效果,且低温烧结后的微波介质陶瓷仍能保持较为优异的微波介电性能。