CaTi03基微波介质陶瓷材料的研究进展

ＣａＴｉＯ。基微波介质陶瓷材料的研究进展／韩煜娴等　・　１１　・　ＣａＴｉＯ３基微波介质陶瓷材料的研究进展　韩煜娴，丘泰　（南京工业大学材料科学与工程学院，南京２１０００９）　摘要　综述了ＣａＴｉＯ。基微波介质陶瓷的发展与研究现状，比较分析了ＣａＴｉ０３、Ｃａ１一Ｉ．ｎ２／“ＴｉＯ３、ＣａＯ－Ｉ　ｉ２Ｏ－　Ｉ．ｎ２Ｏ。一ＴｉＯ　与Ｃａ（Ｂ１　”Ｂ　／。　）（）｛＝微波介质陶瓷的重要微波介电性能，讨论了Ｂｉ　、　０３、ＺｎＯ等低熔点烧结助剂　对ＣａＴｉＯ。基微波介质陶瓷结构、介电性能的影响以及该系陶瓷制备的新工艺，指出了目前急需解决的问题与今后的　发展方向。　关键词　微波介质陶瓷ＣａＴｉＯ　介电性能研究进展　Ｐｒｏｇｒｅｓｓｅｓ　ｉｎ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　ＣａＴｉＯ３　Ｂａｓｅｄ　Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｃｅｒａｍｉｃｓ　ＨＡＮ　Ｙｕｘｉａｎ．ＱＩｕ　Ｔａｉ　（Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｍａｔｅｒｉａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎａｎｊｉｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ　２１０００９）　Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｐｒｅｓｅｎｔ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｓｔａｔｅ　ｏｆ　ＣａＴｉＯ３　ｂａｓｅｄ　ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｃｅｒａｍ—　ｉＣＳ　ａｒｅ　ｒｅｖｉｅｗｅｄ．Ｔｈｅ　ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ＣａＴｉ０３，Ｃａｌ　Ｉ　ｎ２ｍ　ＴｉＯ３，ＣａＯ－Ｌｉ２　Ｏ－Ｉ　ｎ２　Ｏ３一ＴｉＯ２　ａｎｄ　Ｃａ（Ｂ１　２。　Ｂ　ｍ　）Ｏ３　ｃｅｒａｍｉｃｓ　ａｒｅ　ｃｏｍｐａｒｅｄ　ａｎｄ　ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ　ｏｆ　ｄｏｐｉｎｇ　ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ　ａｉｄｓ　ＯＦｔ　ｔｈｅ　ｃｅｒａｍｉｃ　ｓｔｒｕｃ—　ｔｕｒｅｓ　ａｎｄ　ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ＣａＴｉ０３　ｂａｓｅｄ　ｃｅｒａｍｉｃｓ　ａｒｅ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｓｏｍｅ　ｎｅｗ　ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ　ａｎｄ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｔＯ　ｂｅ　ｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄ　ａｒｅ　ｍｅｎｔｉｏｎｅｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ　ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｃｅｒａｍｉｃｓ，ＣａＴｉＯａ，ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｐｒｏｇｒｅｓｓ　０　引言　具有较大的体积膨胀效应。温度升高时虽然ＣａＴｉＯ。的密度　小，单位体积的离子数减少使得电子位移极化和离子位移极化　微波介质陶瓷是一种在微波频段下使用的电介质材料，在　所贡献极化强度减弱，但是在另一方面当温度升高时由于较大　外电场的作用下，它的部极化强度发生变化，以感应的方式传　体积膨胀的影响，离子间距增大，离子位移极化增强，因此　递和储存电能。近年来信息处理技术与电子信息数字化技术　ＣａＴｉ（）３表现为较大的正介电常数温度系数（８×１０　／℃）。　的飞速进步将微波通讯技术推上了一个历史性的高峰，小型化　与集成化成为现代无线通讯系统和终端发展的新主题。这就　要求微波介质材料具有以下基本性能：高介电常数（￡『）、高品质　因数（Ｑ厂）、近零频率温度系数（　）。高介电常数微波介质陶瓷　的介电常数数值一般在８０以上，本文就其中的ＣａＴｉＯ。基微波　介质陶瓷体系进行探讨，重点介绍了它的发展过程和存在的问　题，并对其今后的研究方向进行了展望。　●——Ｔｉ（Ｂ）位　１　ＣａＴｉＯ３结构与介电性能　ｏ——Ｏ　ｅ——ｃａ（Ａ）位　具有钙钛矿结构的微波介质陶瓷是研究得最为广泛的高　介电常数微波介质材料之。理想的ＣａＴｉＯ３晶体及其复合物　图１钙钛矿的晶体结构　均呈角顶相连的氧八面体网络结构，晶体内部存在较强的电子　Ｆｉｇ．１　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　ｐｅｍｖｓｌｄｔｅ　位移极化与离子位移极化，见图１。这两种形式的极化通过特　ＣａＴｉＯ３陶瓷在微波频段下虽然具有较高的介电常数，但其　殊的晶体构造“耦合”起来，形成了某种形式的“正反馈”，从而使　品质因数不高，谐振频率温度系数过大，无法满足材料实用化要　晶体“内电场”得到明显的增强，因此钙钛矿结构的ＣａＴｉ０３具　求。而钙钛矿结构对外来离子有着较强的相容能力，只要满足电　有高的介电常数（１７０）。但是由于晶格中各阶非谐振振荡、衰减　中性和离子配合半径的要求，Ｃａ位和ｒｒｉ位均可被外来离子占据　的存在，以及材料内部杂相、缺陷、气孑Ｌ等的影响，ＣａＴｉ０。陶瓷　而变成复合钙钛矿结构，并由此引发出各种新的性能ｌ】　］。因此　的品质因数不高（３６００）。理想的ＣａＴｉＯｓ晶体由于结构具有高　在ＣａＴ　基微波介质陶瓷的研究中，如何选择合适元素的离子　对称性，其热膨胀系数主要受热运动原子间距离增大的影响，　来取代Ｃａ位或　位成为决定材料微波介电性能的关键。　＊国防科工委基金资助项目　韩煜娴：女，１９８３年生，硕士研究生，研究方向为复合材料　丘泰：男，１９５１年生，博士生导师，主要研究方向：新型陶瓷材料、陶瓷　基复合材料　维普资讯 http://www.cqvip.com ・　１２　・　材料导报　２ＯＯ８年５月第２２卷第５期　２　Ｃａ１一　Ｌｎ２／３ｘＴｉＯ３系材料　结构，随着　的增大，ｅ　、订下降，而Ｏｆ上升很快，当　＞Ｏ．３后　几乎为线性增加。Ｈｕａｎｇ等［３］也报道了Ｃａｌ一　Ｌａ２　ＴｉＯ３于　２Ｏ世纪９Ｏ年代起，为了提高ＣａＴｉ（）３的品质因数（Ｑ厂），降　１４００　Ｃ烧结后得到的材料为钙钛矿结构，与Ｋｉｍ的研究结果不　低材料的频率温度系数（ｒｆ），研究者们采用了Ｌｎ（Ｌｎ＝Ｌａ、Ｓｍ、　同的是Ｈｕａｎｇ指出在　≥Ｏ．５后，材料的Ｑ，值没有上升反而　Ｎｄ）置换Ｃａ，生成Ｃａ。一　Ｌｎ２ｍＴｉ（　复合钙钛矿的方法。Ｋｉｎｇ　下降。黄国华【４］证实了Ｈｕａｎｇ的观点，他指出随着烧结温度的　等进行了大量的工作，研究结果如表１所示。　升高，材料的ｅ　、　没有明显变化，而Ｏｆ显著增加，随着　值的　表１　Ｃａｔ一　Ｌｎ２／　Ｔｉ０３系微波介质陶瓷介电性能　增大，ｆＯ上升，　下降，当　上升至０．５时Ｑｆ又下降。　Ｔａｂｌｅ　１　Ｔｈｅ　ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　Ｃａ１一　Ｌｎｅ，ｈＴｉ０３　Ｙｏｓｈｉｄａ等ｌ６　采用Ｎｄ。　部分取代ＣａＴｉＯｓ中Ｃａ　的办法考　体系　组成ｅ　×１　／℃妻　察其对微波介电性能的影响，发现在０．７８≤．７２≤Ｏ．９３时Ｃａｔ一　一　Ｎｄ２　ＴｉＯａ为Ｌａｚ　ＴｉＯ３型钙钛矿结构，８Ｏ≤ｅ　≤１００，但是ｏｆ　０　４　］Ｏ９　］７６００　＋２］３　Ｆ３］　过小，在１０００以下，当Ｏ≤　≤Ｏ．６９时，又为ＧｄＦｅＯａ型正交钙　ＣＬＴ　ｔ—Ｌａ　Ｔｉ　ｏ．４　１１８　１ｏ３６ｏ　＋２９５　４　钛矿结构，ｅ　、Ｑｆ值较高。　ＣＳＴ　ＣａＩ＿，Ｓｍｚ／３　ＴｉＯ３　０．４　１０１　１４０００　＋２２０　Ｅｓ］　Ｃａ。一　Ｌｎ２／打．Ｔｉ（）３系材料具有优良的ｅ　、ｆＯ值，但其ｎ仍过　ＣＮＴ　Ｃａｌ－￣－Ｎｄ２／ａ，ＴｉＯａ　０　３９　１０８　１７２００　＋２７０　Ｆ６ｑ　高，需要进一步调节，最直接的方法就是使其与其它“为负的　ｏ．３９　１０３　１５３４ｏ　＋２４７　７　介质材料形成固溶体。　由表ｉ可以看出相较于ＣａＴｉＯａ陶瓷，材料的ｅ　略有降低，　３复合钙钛矿ＣａＯ－Ｌｉ２Ｏ－Ｌｎ２０３－ＴｉＯｅ的研究　这是因为Ｌｎ。　置换ｃａ　时，为了保证化合价平衡，材料中会形　１９９３年Ｔａｋａｈａｓｈｉ［。］报道了具有（Ａｌ／２　Ａｌ／２。　）ＴｉＯ３通式　成Ａ空位，阳离子浓度减小，减少了在外电场作用下参与极化　的钙钛矿结构材料的微波介电性能，指出当Ａ　为　，Ａ升为　的偶极子浓度，降低了材料对外电场的响应。此外Ｌｎ。　占据　ｐｒａ　、Ｎｄ　、Ｓｍ。　时，材料的介电常数比较高（～８Ｏ），而ｎ为较　Ｃａ　位后，产生了部分位置固定的Ｃａ升空位，使得晶胞在ａ、６、ｃ　大负值（（一２．６～一４．５）×１０　／℃）。Ｅｚａｋｉ等研究表明（Ｌｉｌ　轴３个方向上产生不同程度的增大，晶胞常数ｃ／ａ值随置换量　Ｌｎ　，ｚ）Ｔｉ（）３随Ｌｎ的不同具有不同晶系的钙钛矿结构，Ｌｎ为　增加逐步减小，导致钛氧八面体的畸变，压缩了阳离子的极化　Ｎｄ、Ｐｒ时（ｒｉｍ较小）为四方钙钛矿结构，Ｌｎ为Ｓｍ时（ｒ・　更小）　空间，减小了钛离子极化对介电常数的贡献，两者都导致介电　属正交钙钛矿结构。随ｒ　Ｌｎ增加，ｅ　上升，但Ｏｆ减小。可以将　常数的降低。而Ａ空位的存在可以减小非谐互作用造成的介　质损耗，改善了材料的品质因数（Ｑ厂）。并且由于Ｌｎ件的取代　（Ａ１，２　Ａ１，ｚ件）Ｔｉ０３与ＣａＴｉ（）３或改性ＣａＴｉＯ３即Ｃａ１一　Ｌｎｚ／３　一　Ｔｉ（）３复合形成固溶体陶瓷来降低材料的ｎ值。这是迄今为止　使得体系的晶格收缩，增加了钙钛矿Ｂ位的键价，钛氧离子间　研制的微波介质陶瓷中＇￡ｒ最高（ｅ　≥１００），ｏｆ较高（Ｏｆ一　的键合力以及氧八面体的倾斜程度。随Ｂ位化合价的增加，钛　７０００ＧＨｚ），　较低（口＜１０×１０　／＇ｃ）的一种材料系。　氧八面体的畸变程度增大，晶格恢复力增加，缓冲了由于热能　吸收对体系的影响，材料的订有了大幅的下降。　３．１　（１一　）（Ｃａ１一　Ｌｎ２　）ＴｉＯ３－ｙ（Ｌｉ，／２　Ｌｎｖ２）ＴｉＯ３系　Ｙｏｏｎ［　指出，Ｃａｌ一　Ｌｎ２ｍＴｉＯ３在空气中烧成容易引起Ｔｉ　材料　的还原，其原因是材料中不仅存在Ａ空位，还会形成氧缺位，因　Ｙｏｏｎ等研究了不同Ｌｎ离子以及　、Ｙ值对组成符合（１一　此在氧气氛下烧成可以改善材料的Ｏｆ值。Ｋｉｍ等［８］研究后发现　）（Ｃａ　一　Ｌｎ２　）ＴｉＯ３一　（Ｉ＾／２　ＬｎＩ／２）Ｔｉ０３结构的微波介质陶瓷　ＣａＴｉＯ￣一ｄ赴／３ＴｉＱ的固溶限为　—Ｏ．９６，结构为ＧｄＦｅＯ３型钙钛矿　性能的影响，如表２所示。　表２　（１一　）（Ｃａｌ一　Ｌｎ２　）Ｔｉ０３一ｙ（Ｌｉｌ／２Ｌｎｖ２）Ｔｉ０３系陶瓷的微波介电性能　Ｔａｂｌｅ　２　Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ（１－　）（Ｃａｌ－－ｘＩ　ｎ２／３　）ＴｉＯａ—ｙ（Ｉ　ｉ，／ｚ　Ｌｎａ／ｚ）ＴｉＯａ　ｃｅｒａｍｉｃｓ　可以看出，相对于未复合前，材料的　值有了明显的改善，　合介电性能。与直接选用ＣａＴｉＯａ相比，选用改性ＣａＴｉＯａ与　ｅ　仍为较高值，而Ｑｆ下降较多，在一定程度上影响了材料的综　（Ｌｉ　／２Ｌｎｔ，ｚ）ＴｉＯａ进行复合，在适当范围内可以大大改善材料的　维普资讯 http://www.cqvip.com ＣａＴｉＯ３基微波介质陶瓷材料的研究进展／韩煜娴等　温度稳定性，而且损耗也急剧下降，同时介电常数仍然高达１００　以上。此外，Ｙｏｏｎ指出（１一Ｙ）（Ｃａｌ　Ｌｎ　３　）ＴｉＯ３一Ｙ（ＬＩ１ｌ２一　・　１３　・　量的增加，介电常数逐渐减小。Ｂ位被不同离子交替占据，具有　这种结构的微波介质陶瓷由于Ｂ位离子的有序化排列而具有　较低的能量，从而具有较低的本征损耗，因此品质因数较高。此　Ｌｎ　）ＴｉＯ。系固溶体材料也只在某一组成范围内才呈现单一　的钙钛矿结构。例如，在Ｃａ　Ｓｍｚ胁Ｔｉ（）３一Ｌ　Ｌｎ・／２Ｔｉ０３体系　中当ｚ＞０．８时由于钙离子组成结构的缺失，会出现第二相　Ｓｍ２Ｔｉ２　。Ｓｍ。Ｔｉ２０７的Ｑｆ较低，导致材料整体的品质因数呈　直线下降，在３５＝１．０时，Ｑｆ降低至ｉ０００以下。　外采用二元甚至多元体系复合，可以有效改善单一微波介质陶　瓷谐振频率温度系数。　Ｋａｇａｔａ等口　］研究了化合物结构为Ｃａ（ＢＩ／２什Ｂ　１／２什）０３　（Ｂ：Ａ１、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ；Ｂ　：Ｎｂ、Ｔａ）与Ｃａ（１３１／３抖Ｂ　２／３汁）　（Ｂ：Ｍｇ、Ｃａ、　ＣＯ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ；Ｂ　：Ｎｂ、Ｔａ）的微波介电性能，发现与　基钙钛矿　３．２组成不符合化学计量比的ＣａＯ－Ｌｉ２Ｏ－Ｌｎ２０３－ＴｉＯ２　系材料　Ｅｚａｋｉ等　详细研究了　（Ｃａ（））：　（Ｌｉ２０）：　（ＬｎｚＯ３）：　相比，其ｅ　较低，Ｑ厂值较低以及谐振频率下具有较大的负温度　系数。研究发现，Ｃａ（Ｍｇ　／。Ｔａ　ｚ／。）（）３具有最高的ｏｆ值（　一　７８０００ＧＨｚ）。所有的Ｃａ（Ｂｌ／２Ｂ　ｌ　ｌ２）０３都呈类ＣａＴｉＯ３的钙钛矿结　构，每个单胞含有４个简单的钙钛矿晶胞。Ｃａ（ＢＩ／。Ｂ＇ｚ／。）０３的Ｂ　原子较小（如Ｎｉ）时具有与Ｃａ（Ｂ１／ｚＢ１／ｚ）０３相同的结构，当Ｂ原子　原子半径较大时，ａ（Ｂ１Ｃ，３　ＢＪ　２／。）０３具有比ＣａＴｉＯａ更大的单胞。　ｎ（ＴｉＯ２）一１６：９：１２：６３（非化学计量比）系材料的介电性能，　发现由Ｌａ抖至Ｄｙ３　随着Ｌｎ３　半径的减小，材料的ｅ　下降而　Ｑｆ上升。当Ｌｎ为Ｓｍ时，材料的微波介电性能最佳：ｅ　＝１０５，　Ｑｆ＝４６４３ＧＨｚ，ｒｆ一１３×１０　／。Ｃ。　Ｔａｋａｈａｓｈｉ等ｌｊ　进一步考察了Ｓｍ、Ｓｒ两种元素共存时材　Ｈｕａｎｇ等ｌ】８＝选取具有较大负温度系数的Ｃａ（Ｍｇ１ｌ，３Ｎｂ２／。）　与ＣａＴｉ０３复合，在１４　５０。Ｃ烧结３ｈ形成了（１—３２）ＣａＴｉＯ３一ｚ　Ｃａ（Ｍｇｌ／３Ｎｂ２／３）Ｏ３固溶体系，在ｚ一０．６～０．７时获得了ｅ　一　５０、Ｑｆ＝３００００ＧＨｚ、订随ｚ不同可调的微波介质陶瓷。王浩　等［　采用固相法合成了（１一ｙ）Ｃａｌ一　Ｌａ２／　Ｔｉ０３一ｙＣａ（Ｍｇｌ／３　Ｎｂ２，３）Ｏ３系微波介质陶瓷材料，在ｘ＝０．４、ｙ＝０．５时于１４００￣Ｃ　烧结４ｈ得到ｅ　一５５、Ｑｆ＝４５０００ＧＨｚ、订一０．０４×１０　／ｃ的微　波介质陶瓷。　料的微波介电性质，发现ｓｒ置换有利于ｅ　的提高。在ＣａＯ－　ＳｒＯ－ＬｉＯｅ—Ｓｒｎａ０３一Ｔｉ（）２系材料中部分Ｓｍ被Ｌａ、Ｐｒ、Ｎｄ置换时　ｅ　会增加，而Ｑ厂下降。当摩尔比ＣａＯ：ＳｒＯ：Ｌｉ２Ｏ：Ｓｍ２０３：　Ｎｄ２０３：Ｔｉ（）２：１５：１：９：６：６：６３（非化学计量比）时微波　介电性能达到最佳，其ｅ　一１２３，Ｑｆ＝４１５０ＧＨｚ，订一１０．８×　１０一／￣ｃ。　Ｈｕａｎｇ等ｌ１。］采取ＢａＯ部分置换ＣａＯ的方法显著改善了材　料的ｏｆ值。研究发现Ｂａ并没有溶解于ＣａＯ－Ｌｉ２Ｏ－Ｓｍ￣０３一ＴｉＯ２　中，而是形成了ＢａＯ－Ｓｍ￣０３—４ＴｉＯ￣第二相。当　（ＣａＯ）：　（ＩＭＯ）　：ｎ（Ｌｉｚ（））：　（　（］３）：　（ＴｉＯ２）一１４：４：８：１２：６３时所得产　５低温烧结ＣａＴｉＯ３基微波介质陶瓷　ＣａＴｉＯａ基微波介质陶瓷烧结过程的控制关系到材料的致　密度、晶体生长程度及其表面和内部缺陷的形成，直接影响了材　料的微波介电性能。温度偏高，烧结范围较窄是ＣａＴｉＯｓ基微　波介质陶瓷烧结的缺陷，如何降低烧结温度，拓宽烧结范围成为　该系陶瓷研究的热点。　物的综合性能最佳：ｅ　＝９５．５，ｏｆ＝７５８０ＧＨｚ，订一５．９Ｘ　１０　／℃。　合理地调整ＣａＯ／ＢａＯ比率可以得到零谐振频率温度系数。　４　Ｂ位取代ＣａＴｉＯ３基微波介质陶瓷　室温下ＣａＴｉＯｓ晶体中氧八面体的空隙比钛离子小得多，　钛离子与氧离子的电子壳层发生强烈的相互渗透，晶体中正负　离子间具有强烈的相互作用，Ｂ位取代后，晶体正负离子间距离　增大，晶体内电场减弱，因此在外电场的作用下，随着Ｂ位取代　利用添加烧结助剂来实现微波介质陶瓷的低温烧结是最　常见和最经济的一种方法。为了能在低温下获得较佳性能的微　波介质陶瓷，黄永峰等使用不同的氧化物和低熔点玻璃对微波　介质陶瓷体系进行掺杂，研究结果见表３。　表３添加烧结助剂微波介质陶瓷的主要介电性能　Ｔａｂｌｅ　３　Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｃｅｒａｍｉｃｓ　ｄｏｐｅｄ　ｗｉｔｈ　ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ　ａｉｄｓ　可以看出，添加烧结助剂后，烧结温度显著降低，但由于材　料的主晶相与玻璃相之间发生了化学反应，主晶相含量减小，　产生了杂质相，使得材料的介电常数产生了不同程度的下降。　此外，玻璃相的存在，增加了材料的本征损耗。张启龙等＿２　］通　过添加ＺｎＯ来提高低温烧结体系Ｃａ［－（Ｌｉ　／。Ｎｂ２／。）　Ｔｉ］０＿２０３—６　的Ｑｆ值（８８００ＧＨｚ），发现微量添加时陶瓷体的Ｑｆ随Ｚｎ０含　量增大而增大，在Ｗ（ＺｎＯ）一３　（质量分数）时达到最大值　１１４００ＧＨｚ左右。　新的合成工艺在提高材料组成与结构均匀性及致密性方　面已成为发挥材料优良性能不可忽视的关键。近几年，国内外　引用了先进的超微粉末制备工艺来进行微波介质陶瓷的研制，　取得了一系列的成就。Ｚ．Ｙｕｅ等＿２。］用溶胶一凝胶法合成了　维普资讯 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材料导报　０．２５ＣａＴｉＯ３—０．７５（Ｌｉｌ／２　Ｎｄｌ／４　Ｓｍｌ／４）ＴｉＯａ系陶瓷，９００　Ｃ煅烧后　２００８年５月第２２卷第５期　）ＣａＴｉＯ３一ｘＬｉｌ／２　Ｓｍｌ／２　ＴｉＯａ　ｃｅｒａｍｉｃｓ［Ｊ］．Ｅｕｒ　Ｃｅｒａｍ　Ｓｏｃ，　２００３，２３：２３９７　的粉体即形成钙钛矿结构。１１００￣Ｃ时开始烧结，在１２００￣Ｃ时达　到最大密度，颗粒大小均匀，同时具有很好的介电性能：￡ｒ一１２３．８，　Ｏｆ＝５１１０ＧＨｚ，ｒｆ一１２．５×１０　／℃。华中科技大学的黄国华　．１１　Ｃｈｅｎ　Ｈ　Ｌ，Ｈｕａｎｇ　Ｃ　Ｌ．Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ａｎｄ　ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ　ｏｆ　Ｃａｌ＿　Ｎｄｚ／３ＴｉＯ３一Ｌｉ１／２Ｎｄｌ　Ｔｉ０３　ｃｅｒａｍｉｃｓ　ｒ等【　以乙二胺四乙酸（ＥＤＴＡ）为络合剂，采用ＥＤＴＡ络合法合　［Ｊ］．Ｊｐｎ　Ｊ　Ａｐｐｌ　Ｐｈｙｓ，２００２，４１（９）：５６５０　１２　Ｙｏｏｎ　Ｋ　Ｈ，Ｃｈａｎｇ　Ｙ　Ｈ，Ｋｉｍ　Ｗ　Ｓ，ｅｔ　ａ１．Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｐｒｏｐｅｒ—　成了（１～驯Ｃａ０　Ｓｒｎｏ．　Ｔｉ０３一ｘＬｉ０．５　Ｎｄｏ　５　ＴｉＯａ（ＣＳＬＮＴ）陶瓷粉　体，并探讨了溶液的ｐＨ值对ＣＳＬＮＴ粉备的影响。当　一　０．３时，空气中１０００￣Ｃ预烧３ｈ可得到钙钛矿结构的ＣＳＬＮＴ，　１２５０。Ｃ烧结３ｈ制备出的微波介质陶瓷显示出优良的微波介电　性能：￡　一９８，Ｑ厂一６５００ＧＨｚ，“一７．６×１０　／。Ｃ。　６结语　微波通信器件向小型化、集成化方向发展直接推动了　ＣａＴｉＯ３基微波介质陶瓷的开发与应用，并已取得显著进展。目　前已经研制出一系列￡　＞／－１００、Ｏ．ｆ与ｒ　ｒ均符合要求的材料，对　许多实验现象作了合乎逻辑的讨论，深入探讨了微波介质材料　组成与其介电性能之间的制约关系等问题［２　。但是目前在材　料的制备方面还存在一些有待于进一步解决的问题，如烧结温　度过高（大于１３００￣Ｃ）、显微结构不够均匀等。要制备出性能更　加优异的材料，实现微波技术发展的飞跃，必须对微波介质陶　瓷的机理进行更加深入细致的研究，从理论上建立一套有关微　波介质材料晶粒、晶界、晶相、气孔率与综合微波介电性能之间　关系的理论，从而指导新材料的研究与开发。此外选择合适的　生产工艺，实现陶瓷体结构致密、晶粒细小均匀，避免气孔和玻　璃相的存在，从而获得性能优异的介质陶瓷材料是当前研究的　热点与难点。　参考文献　１向勇，谢道华．Ａｇｏ３型氧化物的结构与性能及其应用ｆＪ］．　材料工程，２０００，９：１５　２吕文中，张道礼，黎步银，等．高ｅ　微波介质陶瓷的结构、　介电性能及其研究进展ＥＪ］．功能材料，２０００，３１（６）：５７２　３　Ｈｕａｎｇ　Ｃ　Ｌ，Ｔｓａｉ　Ｊ　Ｔ，Ｃｈｅｍ　Ｙ＆Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　（１－－ｙ）Ｃａ卜＿　Ｌａ２ｍ　ＴｉＯａ—Ｙ（Ｌｉ，Ｎｄ）ｌ／２　Ｔｉ０３　ｃｅｒａｍｉｃｓ　ｓｙｓｔｅｍ　ａｔ　ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｌ　Ｊ　１．Ｍａｔｅｒ　Ｒｅｓ　Ｂｕｌｌ，２００１，３６：５４７　４黄国华，谢清连，徐建梅，等．Ｎｄ　、Ｌｉ　对ＣａＴｉＯ３微波介　电性能的影响口］．压电与声光，２００６，２８：１８５　５　Ｙｏｏｎ　Ｋ　Ｈ，Ｋｉｍ　Ｅ　Ｓ．Ｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｏｃｔａｈｅｄｒａｌ　ｂｏｎｄ　ｖａ—　ｌｅｎｃｅ　ｏｎ　ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　Ｃａ　Ｓｍｚ，　Ｔｉ０３　ｃｅｒａｍｉｃｓ［Ｊ］．Ｍａｔｅｒ　Ｓｃｉ　Ｅｎｇ，２００３，Ｂ９９：１１２　６　Ｙｏｓｈｉｄａ　Ｍ，ｅｔ　ａ１．Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ（Ｃａｌ＿　Ｎｄ２ｍ）ＴｉＯ３　［Ｊ］．Ｊｐｎ　Ｊ　Ａｐｐｌ　Ｐｈｙｓ，１９９７，３６（１１）：６８１８　７　Ｆｕ　Ｍ　Ｓ，　ｕ　Ｘ　Ｑ，Ｃｈｅｎ　Ｘ　Ｍ．Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　ｄｉｅ—　ｌｅｃｔｒｉｃ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　Ｃａ１　Ｎｄ＞ａ　Ｔｉ０３　ｃｅｒａｍｉｃｓ［Ｊ］．Ｅｕｒ　Ｃｅｒａｍ　Ｓｏｃ，２００８，２８（３）：５８５　８　Ｋｉｍ　Ｉ　Ｓ，Ｊｕｎｇ　Ｗ　Ｈ，Ｉｎａｇｕｍａ　Ｙ，ｅｔ　ａ１．Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ａ－ｓｉｔｅ　ｄｅｆｉｃｉｅｎｔ　ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ　ｔｙｐｅ　ｌａｎｔｈａｎｕｍ　ｃａｌｃｉｕｍ　ｔｉｔａｎｉ—　ｕｍ　ｏｘｉｄｅ　ｓｏｌｉｄ　ｓｏｌｕｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ［（１～　）Ｌａ２／３　ＴｉＯａ－ｘＣａＴｉ０３　（Ｏ．１≤　≤Ｏ．９６）］［Ｊ］．Ｍａｔｅｒ　Ｒｅｓ　Ｂｕｌｌ，１９９５，３０（３）：３０７　９　Ｔａｋａｈａｓｈｉ　Ｈ，Ｙｏｋｏ　Ｂ，Ｅｚａｋｉ　Ｋ，ｅｔ　ａ１．Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｃｈａｒａｃｔｅｒ—　ｉｓｔｉｅｓ　ｏｆ（１６２　）ＴｉＯ３　ｃｅｒａｍｉｃｓ　ａｔ　ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓ　［Ｊ］．Ｊｐｎ　Ｊ　Ａｐｐｌ　Ｐｈｙｓ，１９９３，３０：２３３９　１Ｏ　Ｋｉｍ　Ｅ　Ｓ．Ｙｏｏｎ　Ｋ　Ｈ．Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ（１一　ｔｉｅｓ　ｏｆ　Ｃａｌ…ａｍ２／ｋ　ＴｉＯａ—Ｌｉ¨２　Ｌｎ　Ｔｉ　ｃｅｒａｍｉｃｓ［Ｊ］．Ｊｐｎ　Ｊ　Ａｐｐｌ　Ｐｈｙｓ，１９９６，３５（９Ｂ）：５１４５　１３　Ｋｉｍ　Ｗ　Ｓ。Ｙｏｏｎ　Ｋ　Ｈ，Ｋｉｍ　Ｅ　Ｓ．Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｃｈａｒ—　ａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｃａ２　５　Ｓｍ２　５　Ｔｉ（　一Ｌ　２　Ｎｄｌ／２　ＴｉＯａ　ｃｅｒａｍｉｃｓ　［Ｊ］．Ｊｐｎ　Ｊ　Ａｐｐｌ　Ｐｈｙｓ，２０００，３９（９Ｂ）：５６５０　１４　Ｅｚａｋｉ　Ｋ，Ｂａｂａ　Ｙ。Ｔａｋａｈａｓｈｉ　Ｈ，ｅｔ　ａ１．Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ＣａＯ－Ｌｉｚ　Ｏ－Ｉ　ｎ２　—Ｔｉ０２　ｃｅｒａｍｉｃｓ［Ｊ］．Ｊｐｎ　Ｊ　Ａｐ—　ｐｌ　Ｐｈｙｓ，１９９３，３２（９Ｂ）：４３１９　１５　Ｔａｋａｈａｓｈｉ　Ｈ，Ｂａｂａ　Ｙ，Ｅｚａｋｉ　Ｋ，ｅｔ　ａ１．Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ａｎｄ　ｃｒｙｓｔａｌ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　ＣａＯ－Ｉ　ｉ２Ｏ－（１－－ｘ）Ｓｍ２　—　Ｌｎ２　０　一　Ｌｎ２　Ｏａ—Ｔｉ（）２（Ｉｍ：ｌａｎｔｈａｎｉｄｅ）ｃｅｒａｍｉｃｓ　ｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．　Ｊｐｎ　Ｊ　Ａｐｐｌ　Ｐｈｙｓ　Ｐａｒｔ　１，１９９６，３４（９Ｂ）：５０６９　１６　Ｋａｇａｔａ　Ｈ，Ｋａｔｏ　Ｊ．Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ａｎｄ　ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ　ｏｆ　ＢａＯ　ｍｏｄｉｆｉｅｄ　ＣａＯ－Ｌｉｚ　Ｓｍ２　Ｏａ—Ｔｉ（）２　ｃｅｒａｍｉｃｓ［Ｊ］．Ｊ　Ｍａ—　ｔｅｒ　Ｓｃｉ　Ｌｅｔｔ，２０００，１９：２１９７　１　７　Ｋａｇａｔａ　Ｈ，Ｋａｔｏ　Ｊ．Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　Ｃａ—ｂａｓｅｄ　ｃｏｍｐｌｅｘ　ｐｅｒｖｏｓｋｉｔｅ　ａｔ　ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓ［Ｊ］．Ｊｐｎ　Ｊ　Ａｐｐｌ　Ｐｈｙｓ，　１９９４，３３（９Ｂ）：５４６３　１８　Ｈｕａｎｇ　Ｃ　Ｌ，Ｃｈｅｎ　Ｈ　Ｌ，Ｗｕ　Ｃ　Ｃ　Ｉｍｐｒｏｖｅｄ　ｈｉｇｈ　Ｑ　ｖａｌｕｅ　ｏｆ　ＣａＴｉ０３一Ｃａ（Ｍｇｌ　Ｎｂ２／３）Ｏａ　ｓｏｌｉｄ　ｓｏｌｕｔｉｏｎ　ｗｉｔｈ　ｎｅａｒ　ｚｅｒｏ　ｔｅｒｎ—　ｐｅｒａｔｕｒｅ　ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　ｏｆ　ｒｅｓｏｎａｎｔ　ｆｒｑｅｕｅｎｃｙ［Ｊ］．Ｍａｔｅｒ　Ｒｅｓ　Ｂｕｌｌ，２００１，３６：１６４５　１９王浩，陈文．刘涛．（１－－ｙ）Ｃａｌ一　Ｌａ２／３　ＴｉＯａ—ｙＣａ（Ｍｇｌ／３Ｎｂ２／３）　０。复合微波介质陶瓷的研究口］．硅酸盐学报，２００４，７：８８０　２Ｏ黄永峰，李谦，黄金亮，等．Ｂｉ　（］３掺入对ＣＬＳＴ微波介质陶　瓷性能的影ｎＮ［Ｊ］．电子元件与材料，２００６，１２：５１　２１　ＹｏｏｎＫ　Ｈ，Ｐａｒｋ　Ｍ　Ｓ，Ｃｈｏ　Ｊ　Ｙ，ｅｔ　ａ１．Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　０３一Ｌｉ２Ｏ　ｏｎ　ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ（Ｃａ０Ｓｒｎｏ４　Ｌｉｏ２５．２５　．．）Ｔｉ０３　ｃｅｒａｍｉｃｓｌ　Ｊ　１．Ｅｕｒ　Ｃｅｒａｍ　Ｓｏｃ，２００３，２３：２４２３　２２　Ｃｈｏｉ　Ｊ　Ｗ，Ｋａｎｇ　Ｃ　Ｙ，Ｙｏｏｎ　Ｓ　Ｊ，ｅｔ　ａ１．Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　Ｏａ　ｄｏｐｅｄ　Ｃａ［（Ｌｉｌ／３　Ｎｂ２／３）ｏ．９　Ｔｉｏ　１］Ｏ３—　ｃｅ—　ｒａｍｉｅｓｌ　Ｊ　１．Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒ，２００１，２６２：１６７　２３　Ｈａ　Ｊ　Ｙ，Ｃｈｏｉ　Ｊ　Ｗ，Ｙｏｏｎ　Ｓ　Ｊ，ｅｔ　ａ１．Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　Ｂｉ２Ｏａ—ｄｏｐｅｄ　Ｃａ［（Ｌｉｌ　Ｎｂ２　）］ｌ一　Ｔ　］（　—ａ　ｃｅ—　ｒａｍｉｃｓ［Ｊ］．Ｊ　Ｅｕｒ　Ｃｅｒａｍ　Ｓｏｃ，２００３，２３：２４１３　２４　Ｔｏｎｇ　Ｊ　Ｘ，Ｚｈａｎｇ　Ｑ　Ｌ，Ｙａｎｇ　Ｈ，ｅｔ　ａ１．Ｌｏｗ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｆｉｒ—　ｉｎｇ　ａｎｄ　ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　Ｃａ［（Ｌｉ￣／ａ—　Ｎｂ２，，３）ｏ　８４　Ｔｉｏ　ｌ６］（）３一ａ　ｃｅｒａｍｉｃｓ　ｆｏｒ　ＬＴＣＣ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｊ　Ａｍ　Ｃｅｒａｍ　Ｓｏｃ，２００７，９０：８４５　２５张启龙，杨辉，童建喜．低温烧结Ｃａ［（Ｌｉ・／３Ｎｂ，／。）　Ｔｉｏ．ｚ］一　（）２一　微波介质陶瓷掺杂改性口］．陶瓷学报，２００６，２７：４３　２６　Ｙｕｅ　Ｚ，Ｚｈａｎｇ　Ｙ，Ｇｕｉ　Ｚ，ｅｔ　ａ１．Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａ—　ｔｉｏｎ　ｏｆ　ＣａＴｉＯａ一（Ｌｉ：ｎ　Ｎｄｌ／４　Ｓｍｌ／４）ＴｉＯａ　ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　ｃｅｒａｍｉｃｓ　ｂｙ　ａ　ｓｏｌ－ｇｅｌ　ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ［Ｊ］．Ａｐｐｌ　Ｐｈｙｓ　Ｍａｔｅｒ　Ｓｃｉ　Ｐｒｏｃ。２００５，８０（８）：１７５７　２７黄国华，周东祥，陈晓平，等．ＥＤＴＡ络合法合成ＣＳＬＮＴ　陶瓷粉体［Ｊ］．华中科技大学学报（自然科学版），２００４，３２　（９）：２８　２８朱建华，梁飞，汪小红．微波介质陶瓷材料介电性能间的制约　条件［Ｊ］．电子元件与材料，２００５，２４（３）：３２　（责任编辑钟浩）