(Ba，Sr)TiO3铁电陶瓷因具有高的介电常数，低介电损耗、优良的铁电、压电、 耐压、绝缘性能和介电非线性，广泛应用于电容器、超大规模动态随机存储器、红 外探测器、可调谐微波器件等。钛酸锶(SrTiO3)与钛酸钡(BaTiO3)无限固溶， 其固溶体的居里温度可在-233℃至120℃，随Ba/Sr组分线性可调。从而为钛酸锶 钡(BST)铁电固溶体工作在不同的温度并满足不同的性能要求提供了宽阔的成分 的设计空间。 现代高新技术对单相功能陶瓷材料的要求越来越高，为达到实际应用的要求， 姚熹院士提出利用复相结构取长补短解决对功能陶瓷的苛刻要求。钛酸锶钡(BST) 铁电微晶玻璃陶瓷厚膜就是采用溶胶凝胶技术进行复相功能陶瓷制备。 本文以钛酸锶钡(BST)铁电微晶玻璃陶瓷及厚膜材料制备及介电性能研究作为 主要研究方向。采用柠檬酸络合物溶胶凝胶法制备了B-O、B-Si-O、Zn-B-Si-O系玻 璃体系的BST铁电微晶玻璃陶瓷及厚膜和Mg2+离子掺杂BST陶瓷及厚膜材料。研究了 不同玻璃组分、掺杂元素和工艺条件对钛酸锶钡(BST)铁电微晶玻璃陶瓷及厚膜材 料的相结构、显微结构、介电和微波介电性能的影响。 实验结果表明：B-O、B-Si-O、Zn-B-Si-O系玻璃体系降低了钛酸锶钡(BST)陶 瓷的烧结温度。通过调整玻璃体系的组分和含量，制备了不含杂相的BST玻璃陶瓷及 厚膜材料。材料的相结构与玻璃体系的组分、含量有关。在B-O玻璃体系中B2O3含 量≤10mol％；B-Si-O玻璃体系中SiO2的含量≤10mol％；Zn-B-Si-O玻璃体系中 Zn-B-Si-O玻璃含量≤30mol％(SiO2的含量＜10mol％)，BST铁电微晶玻璃陶瓷及厚 膜材料的相结构均为立方钙钛矿相，没有杂相。当玻璃含量大于上述的量，出现杂相 (BaO)(B2O3)，Ba2TiSi2O8相。材料的平均晶粒尺寸随玻璃含量的增加而减少，出现细 晶显微结构(晶粒小于1 um)。材料的介电常数和介电损耗随玻璃含量的增加而减低。 随平均晶粒尺寸减少，B-O、B-Si-O、Zn-B-Si-O系玻璃体系的BST铁电微晶玻璃陶 瓷及厚膜材料出现弥散相变，居里温度TC向低温移动，介电常数ε的最大值εmax降 低且峰形变宽，介电损耗降低。材料的相变温度随平均晶粒尺寸的变化趋势符合在相 变温度附近，赋予零边界条件，推导出的公式：βT*C-TC=-4π2λ/3α0d2。材料的介电调 谐率和介电损耗随玻璃含量的增加而降低，随测试温度的升高而降低，同时随烧结温 度的增加而增加。接近相变区域时，材料存在大的介电非线性，但介电损耗较高。在 顺电相区域，ε(T，E)的变化趋势符合规律：ε(T,E)=C/(T-Tc)-3βC4/(T-Tc)4E2，同 时介电损耗低。随B-O、Zn-B-Si-O系玻璃含量的增加，微波10GHz下的BST微晶 玻璃陶瓷厚膜材料的介电损耗降低。 在Mg2+离子含量≤10mol％，BST陶瓷的相结构均为立方钙钛矿相，没有杂相。 在Mg2+离子含量>10mol％，出现杂相MgO。Mg2+离子掺杂BST陶瓷的晶粒大小随Mg 掺杂量的增加而减小，且Mg2+离子掺杂含量高的陶瓷中第二相MgO的晶粒尺寸很小。 在Mg2+离子掺杂(≤20mol％)，Mg2+离子掺杂钛酸锶钡陶瓷的居里温度向低温移动 的机制有两方面：(1)Mg2+离子进入BST陶瓷的晶格，取代A位或B位离子，产生 晶格畸变，使材料的居里温度向低温移动；(2)随平均晶粒尺寸减少，Mg2+离子掺杂 钛酸锶钡(BST)陶瓷出现弥散相变，居里温度TC向低温移动，介电常数ε的最大 值εmax降低且峰形变宽，介电损耗降低。Mg2+离子掺杂BST陶瓷材料的介电常数、 介电调谐率和介电损耗随Mg2+离子掺杂量的增加而减少。在Mg2+离子掺杂 (>20mol％)，Mg2+离子掺杂钛酸锶钡BST陶瓷材料的介电性能为BST相与MgO相 混合效应，Mg2+离子掺杂钛酸锶钡陶瓷材料的介电常数和介电损耗随Mg2+离子掺杂 量的增加而减少，材料的居里温度没有向低温进一步移动，同时材料的介电调谐率随 Mg2+离子掺杂量的增加略有增加。随Mg2+离子含量的增加，微波10GHz下的Mg2+ 离子掺杂BST陶瓷厚膜材料的介电损耗降低。 采用同轴传输反射法对BSTZBS530，BSTZBS540，BSTM30，BSTM40等介质微粉的 配方体系进行微波复介电常数的实验测量和理论计算，考察了描述介质微粉/粘结剂 混合物等效电磁特性的六种常用等效公式的适用性。结果表明：六种等效公式中只 有QCA-CP公式和Bruggeman公式可以在较宽的微粉含量范围内描述介质微粉/粘结 剂混合物的微波电磁特性。