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随着现代通讯设备的发展,器件在高频下的性能和高的集成度变得越来越重要。在这种背景下,微波介质陶瓷在功能陶瓷领域取得了广泛的关注,为了满足应用的需求,微波介质陶瓷应当满足以下三个基本条件:高的品质因数、合适的介电常数和近零的温度系数。最近,一些基于Li2O-MgO-TiO2的微波介质陶瓷以其比较轻的质量、比较低的成本和优异的介电性能引起了广泛关注。其中,岩盐结构的Li2MgTiO4微波介质陶瓷有高的品质因数、且其介电常数很适合做天线,本文选择该体系,对其进行了系统全面的研究,详细分析了复合、部分取代对于材料晶体结构以及介电性能的影响。1.本文用固相反应法制备了具有高的温度稳定性的Li2MgTiO4+x wt.%(x=5-9)CaTiO3微波介质陶瓷,Li2MgTiO4和CaTiO3两相可以共存,且没有中间相生成,随着CaTiO3添加量的增加,陶瓷的介电常数增加,品质因数下降,频率温度系数降低,并且CaTiO3具有降低烧结温度的作用。x=6时,Li2MgTiO4+6 wt.%CaTiO3微波介质陶瓷在1210°C的烧结温度下烧结四小时后取得了优异的性能:εr=18.03,Q×f=69022(f=7.886 GHz),τf=-3.03 ppm/°C。2.本文研究了Li离子非化学计量比对于Li(2+x)MgTiO4(x=0.00,0.04,0.08,0.12)微波介质陶瓷晶体结构、微观形貌、以及微波介电性能的影响,Li(2+x)MgTiO4陶瓷随着x值的变化,主晶相保持相同,且没有第二相的产生。陶瓷的微波介质性能随着x的增加先有一定的提升,再随着x的进一步增加下降。当x=0.04,烧结温度为1210°C时,样品取得了最优的微波介电性能:εr=17.01,Q×f=89877(at 7.887 GHz),τf=-31.56 ppm/°C。3.研究了B位离子的部分取代对于Li2Mg0.95R0.05TiO4(R=Cu,Zn,Co,Mn)陶瓷微观结构和微波性能的影响。对于Li2Mg0.95R0.05TiO4陶瓷,当R=Cu,Zn,Co,Mn时,主晶相保持相同,且没有第二相的产生。离子取代并不会对陶瓷的谐振频率温度系数产生影响,用Zn、Co对Li2MgTiO4陶瓷的B位离子的部分取代在一定程度上可以改善陶瓷提高样品的品质因数。当R=Co时且烧结温度为1240°C时,样品取得了最优的微波介电性能:εr=17.16,Q×f=91121GHz,τf=-31.66 ppm/°C。4.研究了C位离子的部分取代对于Li2MgTi0.95R0.05O4(R=Zr,Sn,Mn,Cu)陶瓷微观结构和微波性能的影响。对于Li2MgTi0.95R0.05O4陶瓷,当R=Zr,Sn,Mn,Cu时,主晶相保持相同。Li2MgTi0.95Cu0.05O4这一组样品的气孔比较多,导致其微波介电性能比较差,用Zr、Sn对Li2MgTiO4陶瓷的C位离子的部分取代在一定程度上可以改善陶瓷的微波介质性能,提高样品的品质因数。当R=Sn且烧结温度为1330°C时,样品取得的性能最好:Q×f=86851GHz,τf=-31.14,εr=16.48。