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随着互联网信息量猛增,微波通讯迫切需要升级至毫米波频段,高频波段扩展对微波性能提出了更高的要求。氧化铝作为典型的低介微波陶瓷,被认为是一种适用于毫米波频段的电介质材料。提高氧化铝陶瓷的综合微波性能将具有十分重要的意义。采用碳酸铝铵(AACH)沉淀法和醇盐水解法分别制备纳米氧化铝粉体,并以纳米粉体为原料制备氧化铝陶瓷,以Cu O-Ti O2和Fe2O3-Ti O2为添加剂对陶瓷进行性能改善,最终在较低温度(1400℃)下获得综合微波性能优异的氧化铝微波介质陶瓷的。采用X射线衍射分析仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)表征材料物相组成和显微结构,利用HP8720ES网络分析仪在8~15 GHz测试频率范围内于开腔法下测试陶瓷样品的介电常数和谐振频率温度系数,于闭腔法下测试样品的品质因数。系统研究了原料粒度、纯度及添加剂含量对陶瓷结构及性能的影响。采用AACH沉淀法,在1150℃煅烧条件下可获得到分散性较好的纳米(30~70 nm)氧化铝粉体;采用醇盐水解法,在1200℃煅烧条件下可获得尺寸约为60 nm的均匀且分散性良好的纳米粉体。以AACH沉淀法制备的纳米粉体为原料,烧结温度为1500℃时陶瓷的介电性能最优为:εr=8.3,tanδ=1.02×10-4,以醇盐水解法制备的纳米粉体为原料,烧结温度为1450℃时介电性能最优:εr=10.2,tanδ=1.49×10-5。以微-纳米混合氧化铝粉体为原料,x Fe2O3-Ti O2为添加剂,当x为0.4 wt%,烧结温度为1450℃时,氧化铝陶瓷的性能最优:体密度为3.9 g/cm3,εr为10.12,tanδ为7.07×10-4。纳米原料引入Cu O-Ti O2,添加量为1.2 wt%,烧结温度为1425℃时,氧化铝陶瓷微波性能最优:εr=9.58,Q·f=76648 GHz,τf=-28.97ppm/℃。纳米原料经适当预烧,引入Cu O-Ti O2,添加量为0.8 wt%,烧结温度为1400℃时,氧化铝综合微波陶瓷性能最优:εr=9.98,Q·f=77954 GHz,τf=-7.6±0.6ppm/℃。