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近年来,移动通讯和全球卫星定位系统等现代通信技术的迅速发展,对微波介质陶瓷的研究不仅集中在中低介电常数微波介质陶瓷的改性上,而且更集中在探索固有烧结温度低的新型微波介质陶瓷材料。另外,随着电子元器件不断往微型化的方向发展,具有高介电常数(εr>100)的钨青铜结构介电材料也备受关注。 (1)以降低Ba8Ti3Nb4O24的τf和提高其Q×f为目的,通过Sb取代Nb,研究Ba8Ti3Nb4-xSbxO24(x=0-2)的微波介电性能。随着x从0到1.5,陶瓷的最佳烧结温度从1460℃降至1400℃,禁带宽度能级从3.38eV增加到3.47eV,Q×f有效地从22900GHz提高至38000GHz。x=2,样品的τf显著地从110ppm/℃降低至2ppm/℃。 (2)Li基微波介电陶瓷因其固有烧结温度低而得到广泛的关注。在烧结温度区间为975-1050℃合成了新型Li基正交相的Li2MTi6O14(M=Ba,Sr)陶瓷。Li2BaTi6O14的最佳烧结温度为1025℃,对应的微波介电性能是εr=30.3,Q×f=19900GHz,τf=-18.3ppm/℃;Li2SrTi6O14的最佳烧结温度为1000℃,对应的微波介电性能为εr=33,Q×f=6300GHz,τf=-3.7ppm/℃。二者较低的品质因数除了由于样品在高温下Li的挥发导致存在气孔之外,还可能与Li离子的迁移有关,而它们的晶体结构中有可用于Li离子迁移的空通道。 (3)为了进一步地降低烧结温度,探索并研究了含钒石榴石结构化合物的微波介电性能。LiCa3AV3O12与NaCa2A2V3O12(A=Mg,Zn)的最佳烧结温度均为900℃,它们属于低介电常数高品质因数的微波介质陶瓷,但它们的τf在负的方向都比较大,因此采用添加CaTiO3来调节样品的温度系数。通过添加20mol％的CaTiO3,它们的τf可调节至0附近,而且保持了较高的Q×f。通过与Ag共烧的实验,证明了这些化合物不会与Ag反应,有望成为新型低温共烧技术的微波介质陶瓷。 (4)在常温下,频率为1MHz的钨青铜结构Ba5AFe0.5Ta9.5O30(A=K,Li)陶瓷的介电常数在100以上。在高温下,陶瓷具有明显的弥散弛豫现象,低频高温出现单调上扬的介电常数是由于样品内部电导的增加所引起的。陶瓷样品在高温下的弛豫行为与高温下的热激活过程有关,碱土金属元素的挥发使得样品内部产生了氧空位,氧空位在高温下的长程迁移而引起了介电弛豫。样品的激活能的两倍值比禁带宽度能级稍小则说明了样品的介电损耗主要是由氧空位引起的。