【摘 要】
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随着5G技术的快速发展,微波介质陶瓷滤波器因其具有体积小、高Q值、高功率容量等优势,被大量用于5G基站,但是高性能的陶瓷介质滤波器离不开高性能的微波介质陶瓷材料。因此开发性能优异的微波介质材料变得尤为重要。本文以LaAlO3基微波介质陶瓷作为研究对象,通过传统固相法制备La1-xYxAl O3（x=0-0.2）和La Al1-x[Mg0.5Ti0.5]xO3（x=0-0.2）系列陶瓷,并通过XRD
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随着5G技术的快速发展,微波介质陶瓷滤波器因其具有体积小、高Q值、高功率容量等优势,被大量用于5G基站,但是高性能的陶瓷介质滤波器离不开高性能的微波介质陶瓷材料。因此开发性能优异的微波介质材料变得尤为重要。本文以LaAlO3基微波介质陶瓷作为研究对象,通过传统固相法制备La1-xYxAl O3（x=0-0.2）和La Al1-x[Mg0.5Ti0.5]xO3（x=0-0.2）系列陶瓷,并通过XRD、TEM、SEM、拉曼等测试手段探究了不同离子取代对La Al O3陶瓷的物相组成、晶格结构、微观形貌以及谱学特性与微波介电性能的构效关系,主要结论如下:（1）当La1-xYxAl O3（x=0-0.2）的La位被Y3+取代时,所有成分均为稳定的菱方结构,空间群为R-3c。当x从0增加到0.1时,谐振频率温度系数从-43.0ppm/℃变为-20.7ppm/℃,随着x继续增大,谐振频率温度系数恶化。相对密度与Q×f值均先增大后减小,在x=0.05时达到最佳。τf值先向负方向减小,在x=0.1最佳,随后τf值恶化,τf值受键能的影响,提高键能有利于提高La1-xYxAl O3陶瓷的稳定性使τf值近零。最佳的综合微波介电性能为:εr=22.4、Q×f=57910GHz、τf=-27.9ppm/℃。（2）当La[Al1-x(Mg0.5Ti0.5)x]O3中Al位被等价[Mg0.5Ti0.5]3+双离子取代时,在0≤x≤0.2范围内形成固溶体。超晶格斑点与拉曼光谱800cm-1波数处出现新的振动峰均表明[Mg0.5Ti0.5]3+离子部分取代Al3+可以有效提高LaAlO3陶瓷的离子排列有序度,从而提高LAMT（x=0-0.2）陶瓷Q×f值。当x从0增加到0.1时,谐振频率温度系数从-43.0ppm/℃变为-33.0ppm/℃,随后谐振频率温度系数恶化。当x=0.1时,样品最佳的微波介电性能为:εr=24.9、Q×f=79956GHz、τf=-33.0ppm/℃。（3）通过设计（1-x）La[Al0.9(Mg0.5Ti0.5)0.1]O3-x Ca Ti O3（x=0.2-0.8）系列陶瓷,调节该陶瓷体系的谐振频率温度系数近零。其中谐振频率温度系数由负向正变化,在x=0.65时,τf近零。当x=0.65,具有最佳的综合微波介电性能:εr=44.6、Q×f=32057GHz、τf=+2.0ppm/℃。
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