【摘 要】
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随着信息技术快速发展,特别是5G时代的来临,促使通讯器件朝着小型化、集成化和高性能化的方向发展。微波介质陶瓷作为多种通讯器件中的关键材料,在卫星通讯、卫星定位系统（GPS）、移动通讯领等域有着广泛的应用。低温共烧微波介质陶瓷（LTCC）在微波基板和器件等方面有着重要的应用价值。LTCC材料除了需要低的烧结温度（<950℃）和与Ag电极的化学相容性之外,还需要有低的介电常数（εr<20）、高的品质因
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随着信息技术快速发展,特别是5G时代的来临,促使通讯器件朝着小型化、集成化和高性能化的方向发展。微波介质陶瓷作为多种通讯器件中的关键材料,在卫星通讯、卫星定位系统（GPS）、移动通讯领等域有着广泛的应用。低温共烧微波介质陶瓷（LTCC）在微波基板和器件等方面有着重要的应用价值。LTCC材料除了需要低的烧结温度（<950℃）和与Ag电极的化学相容性之外,还需要有低的介电常数（εr<20）、高的品质因数（Q×f）和近零的谐振频率温度系数（τf）。白钨矿结构的CaWO4因为具有良好的微波介电性能（εr=9.5,Q×f=80000 GHz,τf=-60 ppm/℃）和相对较低的烧结温度（～1150℃）,所以在LTCC应用方面具有很大的潜在价值。本文以CaWO4基系列陶瓷材料为研究体系,采用固相法合成陶瓷样品,研究了低熔点烧结温度,且具有正谐振频率温度系数的物质的引入对CaWO4陶瓷的微波介电性能的影响,研究该材料与Ag电极共烧的效果。在此基础之上,研究了烧结助剂CaWO4基陶瓷体系烧结行为的促进,并进一步引入高Q值低熔点Li2Ce O3优化CaWO4基陶瓷微波介电性能,主要的工作与相应结果如下:1.采用固相法合成CaWO4陶瓷以及（1-x）CaWO4-x(Li0.5Sm0.5)WO4系列陶瓷,着重研究了(Li0.5Sm0.5)WO4的引入对CaWO4陶瓷的物相组成、相对密度、微观结构和微波介电性能的影响以及与银共烧的情况,研究结果证明,由于CaWO4和(Li0.5Sm0.5)WO4同为白钨矿结构,能够形成固溶体,因此没有杂相生成。且材料在共烧过程中与银没有发生化学反应,证明了该CaWO4基体系适合应用于LTCC领域中,即0.86CaWO4-0.14(Li0.5Sm0.5)WO4最佳烧结温度为900℃,微波介电性能为:εr=10.8,Q×f=28754.0 GHz,以及τf=-0.5 ppm/°C。2.为了进一步降低烧结温度,改善烧结行为,在前述研究的基础上引入H3BO3-Li2CO3烧结助剂研究了烧结助剂对材料烧结行为,物相组成、微观结构、相对密度以及微波介电性能的影响。结果表明,烧结助剂的引入改善了该陶瓷体系的烧结行为,且无第二相生成。随着参杂量的增加,品质因数先增加后减少,这与相对密度趋势一致,即0.84CaWO4-0.16(Li0.5Sm0.5)WO4+0.2wt.%2H3BO3-Li2CO3陶瓷的最佳微波介电性能为:εr=10.4,Q×f=32601.0 GHz,τf=-0.8 ppm/°C,烧结温度为900°C。3.为了提高材料的品质因数,选取具有高Q低熔点的Li2Ce O3来进行复合。研究了Li2Ce O3的添加量对CaWO4陶瓷的物相组成、微观结构、相对密度以及微波介电性能的影响。研究结果发现,Li2Ce O3的引入,能有效地降低烧结温度且能保持很高的品质因数。
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