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Ti O2微波介质陶瓷由于具有较高的烧结温度(1500°C)和较大的谐振频率温度系数(465ppm/°C),严重制约了其作为微波元器件的实际应用和发展。本文围绕降低Ti O2陶瓷的烧结温度和改善其微波介电性能两个目的,提出了体系设计和优化性能的具体研究方案,对Ti O2进行性能调控。首先,研究了纳米Cu O对Ti O2陶瓷烧结特性和介电性能的影响。研究发现,纳米Cu O能有效地将Ti O2的烧结温度降低到950°C,当纳米Cu O的掺杂量为1wt%时,陶瓷具有较好的综合介电性能:εr=106,Q×f=24808,?f=371 ppm/°C。在此基础上,实验发现同种工艺下,相比于微米Cu O,掺杂纳米Cu O后,Ti O2陶瓷的Q×f值显著提高,探究其原因为:(1)纳米Cu O的纳米特性显著改善了Ti O2陶瓷的烧结特性;(2)与微米Cu O相比,掺入纳米Cu O后,晶格的无序性程度较低,陶瓷仍保持较高的晶格对称性,本征损耗较低。随后,将具有相反?f值的Ti O2和Li1/2Nd1/2Ti O3进行复合来降低Ti O2的?f值,采用固相反应法制备0.9Ti O2-0.1Li1/2Nd1/2Ti O3-1wt%Cu O陶瓷,结果发现陶瓷的?f值显著降低,但是由于烧结缺陷及新生杂相的存在,其Q×f值严重恶化,因此该方法未能有效改善Ti O2陶瓷的介电性能。最后,采用对不同晶位进行离子取代的方法来降低Ti O2陶瓷的?f值。用(Ni1/3Nb2/3)4+取代Ti4+,制备(Ni1/3Nb2/3)1-xTixO2(0.3≤x≤0.5)陶瓷,发现其具有优异的介电性能。其中,当x=0.5时,即陶瓷化学组成为9Ti O2-7Ni Nb2O6时,获得了良好的综合介电性能:εr=80.7,Q×f=11745,?f=185ppm/°C,成功改善了Ti O2微波介质陶瓷的介电性能。另外,通过对(Ni1/3Nb2/3)1-xTixO2(0.3≤x≤0.5)陶瓷进行物相分析和晶格振动模式的标定,较为合理地建立了(Ni1/3Nb2/3)1-xTixO2(0.3≤x≤0.5)陶瓷的微观结构机制与其宏观微波介电性能之间的关联。