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伴随着现代无线通信技术日新月异的进步,微波通讯已逐渐构成现代通信技术最为重要的组成部分,而微波通讯中信息量的激增也促使通讯设施的工作频率向高端发展,从而催生了人们对高Q值、近零谐振频率温度系数的低介电常数(εr<10)材料的关注。然而,介电常数εr<10的介质材料一般都有着很大的负谐振频率温度系数TCf,因而目前没有得到大范围的应用,还需要投入大量的研究力量。本论文以ZnAl2O4-Li4Ti5O12(简称ZALT)系统作为研究对象,重点研究了组分含量以及工艺条件对材料微波介电性能的影响。 首先,通过固相反应法烧结合成了(1-x)ZnAl2O4-xLi4Ti5O12陶瓷,并在1300~1500℃的温度下烧结3小时得到致密的陶瓷。实验表明,Li4Ti5O12可以促进ZALT陶瓷的烧结。随着Li4Ti5O12含量的增多,ZALT陶瓷的介电常数和TCf值逐渐增加,而Qf值则是先增加后降低。介电常数随着预烧温度的升高而变大,Qf值随之先增加后降低。当含量和预烧温度一定时,随着烧结温度的升高,材料的介电常数和 Qf值均逐渐增加。当x=0.015时,(1-x)ZnAl2O4-xLi4Ti5O12材料经1150℃预烧、1500℃烧结后获得最优的综合性能:εr=8.71,Qf=58011 GHz,TCf=-63.54 ppm/℃。对于ZALT陶瓷而言,较大的负频率温度系数仍然是其亟需攻克的问题。 其次,我们通过添加CaTiO3和SrTiO3来调节ZALT陶瓷的谐振频率温度系数。随着MTiO3(M=Ca,Sr)添加量的增多,材料的介电常数和谐振频率温度系数逐渐增大,而品质因数则是一个逐渐降低的趋势。结果表明,添加MTiO3可以将ZALT陶瓷的最佳烧结温度降低50℃。(1-y)(0.99ZnAl2O4-0.01Li4Ti5O12)-yCaTiO3(y=0.05)和(1-y)(0.995ZnAl2O4-0.005Li4Ti5O12)-ySrTiO3(y=0.05)材料经1450℃烧结后获得最佳综合微波介电性能:εr=10.29,Qf=13400 GHz,TCf=+2.6 ppm/℃和εr=7.1,Qf=13117 GHz,TCf=-9.86 ppm/℃。