本文根据微波器件小型化、低成本化的发展特点和要求，结合(ca,Mg)Ti03微波介质陶瓷存在问题，采用材料特性、器件设计及制造工艺三位一体的研发模式，开发(Ca,Mg)Ti03微波介质陶瓷(含低温烧结、纳米化)及其器件。其主要研究内容及成果如下： (一)结合材料特性、降温效果及工艺兼容性，以Bi203-V205两元复合和CuO-Bi203-V205(简称CBV)三元复合为添加剂，制备LTCC微波介质(Ca,Mg)Ti03陶瓷。研究表明：①CBV三元复合助剂在烧结过程中形成低共熔点相BiV04和Cu3(V04)2，BiV04和Cu3(V04)2液相的双重作用，对MgTi03陶瓷降温效果优于二元复合助剂Bi203-V205。②LTCC微波介质陶瓷的介电性能与添加剂形成相密切相关。随CBV掺杂量增大，高εr相BiV04和高损耗相Cu3(V04)2含量逐渐增多，导致MgTi03陶瓷的εr增大，Qf值下降，研向负值方向移动。掺杂Bi203-V205样品的εr随V205增加而减小。n(Bi203)/n(V205)＞l时，Qf值因高损耗相Bi2Ti207存在而降低。n(Bi203)/n(V205)≤1时，Qf值因低损耗相BiV04大量生成而增大。③CBV三元复合助剂大幅度降低了添加量，解决了过多烧结助剂引入(如Bi203-V205、BaO-B203-Si02等)而降低MgTi03陶瓷介电性能的问题。通过添加适当CaTi03，构成(CA0.06Mg0.94)Ti03陶瓷，加入6wt﹪CBV助剂，在900℃烧结4h，获得介电性能：εr=20.5，Qf=16500GHz，τf=一3.2ppm／℃的LTCC微波介质(Ca，Mg)Ti03陶瓷。 (二)以Ti(OC4H9)4、低成本无机盐【Mg(N03)2.6H20和Ca(N03)>4H20]为先驱体，采用溶胶凝胶技术路线，制备纳米MgTiO3和CaTi03陶瓷粉体。研究表明：①溶液组分浓度、PH值和温度以及组分加入次序直接关联着n(0C4H9)4水解聚合速度，从而影响溶胶．凝胶状态。通过优化，获得了均匀透明MgTi03、caTi03凝胶的最佳工艺条件。②纳米MgTi03、CaTi03粉体可在低温条件下合成。干凝胶MgTi03、CaTi03各自在700、800℃煅烧1h，分别获得粒径20，60nm的粉体，合成温度比固相法合成低300-400℃。③表面活性剂PEG可有效解决纳米钛酸盐化合物团聚现象。以纳米MgTi03为例，小分子量PEG400以平面吸附在胶体表面、分散效果较差、仍存在团聚。大分子量PEGl000以立体吸附为主，能有效稳定溶胶，获得分散性好的纳米MgTi03。此外，PEG吸附在固液界面上，使吸附层增厚，促使凝胶网络聚合物的燃烧温度和晶化温度升高。纳米微波介质陶瓷粉体的制备，为新一代微型或微纳片式多层微波器件研究奠定了材料基础。 (三)研究了纳米MgTi03和CaTi03陶瓷粉体烧结特性和介电性能，揭示了相关纳米效应。纳米Mgn03、CaTi03粉体具有较大的比表面积和较高的表面活性，促使MgTi03、Can03陶瓷在1200℃低温下获得致密均匀的单相结构，比微米级粉体烧结降低约100-200℃，且具有较宽的烧结温区。纳米MgTi03烧结表明，由于较大的比表面能，促使低损耗介质高温相MgTi20s分解，避免了Mgn205相残留在烧结体中而导致介电性能恶化问题。与微米级粉体烧结体的介电特性相比，纳米粉烧结体具有更高的Qf值。纳米MgTi03、CaTi03复合可获得接近于零温度系数的微波陶瓷。纳米粉体这些优良特性，为高质量微波介质陶瓷研究开辟了一条新思路。 (四)以LTCC微波介质(Ca，Mg)Ti03陶瓷为介质层，低成本Ag为内电极，构建和制造小型片式多层巴伦、天线。研究表明：①(ca，Mg)Ti03陶瓷通过料浆组分配比、流延工艺优化，获得表面光洁、颗粒分散均匀、无团聚的流延薄膜，较好地满足了后道工序的要求。陶瓷与Ag电极具有良好的界面结合状态，相互间无界面反应及扩散现象。LTcc微波介质(Ca，Mg)n03陶瓷具有良好的工艺兼容性，是片式多层微波器件的理想材料。②以LTCC微波介质(Ca，Mg)Ti03陶瓷为介质层、银为内电极层，采用微带线和平面设计构建出片式多层巴伦模型；采用蛇形线多层结构设计天线模型，使天线的体积大幅度减小。通过片式多层微波器件制造工艺优化，制备出外形尺寸2×1.2x1.0mm3、中心频率2.45GHz的片式多层巴伦和外形尺寸5．2x2.0x1.1mm3的片式多层天线。器件适用于表面贴装，可用于移动通信、无线局域网、蓝牙等。 (五)创新点和意义。