【摘 要】
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微波元件的小型化是无线通信中多层或芯片器件生产的关键,尤其在新的全球经济中,第五代（5G）通信网络和无线系统已在全球范围内促进了移动通信系统中数据量的爆炸性增长。低介电常数（εr＜20）陶瓷通常用于毫米波通信,在5G系统中能提供高速信号传输。为了满足毫米波应用的特定标准,微波介质陶瓷材料应具有高品质因数（低损耗）和接近零的谐振频率温度系数（τf）。因此,为了满足快速发展的现代通信技术需求,就必须研
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微波元件的小型化是无线通信中多层或芯片器件生产的关键,尤其在新的全球经济中,第五代（5G）通信网络和无线系统已在全球范围内促进了移动通信系统中数据量的爆炸性增长。低介电常数（εr＜20）陶瓷通常用于毫米波通信,在5G系统中能提供高速信号传输。为了满足毫米波应用的特定标准,微波介质陶瓷材料应具有高品质因数（低损耗）和接近零的谐振频率温度系数（τf）。因此,为了满足快速发展的现代通信技术需求,就必须研究和制备出一种具有高性能的低损耗陶瓷材料。在本文中主要围绕Li2MnO3（M=Ti,Sn）岩盐结构陶瓷的改性和新型低损耗岩盐结构Li5ZnSnNbO8微波陶瓷材料为研究对象,通过掺杂Li2WO4,GeO2以及与Li2TiO3陶瓷两相复合探索其对陶瓷材料的组成,微观形貌的变化和介电性能的影响,经过多次实验后得到主要结论如下:（1）为了对Li2TiO3陶瓷材料进行降烧和谐振频率温度系数的调控,以在LTCC技术领域中得以应用。将Li2WO4与Li2TiO3进行混合,发现两者不会发生反应,随着Li2WO4相含量的增加,τf值从正变负,适量的Li2WO4可以促进陶瓷的烧结,但是过量反而会恶化其性能。最终在x=0.08（0.92 Li2TiO3-0.08Li2WO4）陶瓷样品经过在850℃/4 h烧结后可获得最为致密的样品,即其陶瓷的介电性能达到最佳值:εr=17.1,Q×f=69521 GHz,τf=-3.2 ppm/℃。（2）为了获得品质因数高的Li2SnO3陶瓷,同时也需要其谐振频率温度系数τf值调至近零左右,这样使其能广泛应用于5G通信领域。本实验采用的是传统固相法来制备（1-x）Li2SnO3-xGeO2（x=0.015-0.1）微波介质陶瓷样品。当x≤0.05时,GeO2与Li2SnO3陶瓷形成了固溶体,频率温度系数τf值可调控到2.1 ppm/℃,但x>0.05时,陶瓷中形成了第二相Li2GeO3,导致了陶瓷材料的性能变差。综上得到:x=0.05时,（1-x）Li2SnO3-xGeO2微波介质陶瓷材料在1175℃/4h烧结后性能最好为:εr=15.1,Q×f=50780 GHz,τf=2.1 ppm/℃。（3）为了在Li2SnO3-Li3NbO4-ZnO三元固溶体系中合成低损耗的新型陶瓷材料,采用一次合成工艺将三者按照1:1:1的比例合成了Li5ZnSnNbO8陶瓷,并在1250℃/4h烧结后得到该陶瓷的最佳微波介电性能:εr=17.2,Q×f=51519 GHz,τf=-28.9ppm/°C。但是其谐振频率温度系数负值限制了它的应用,接着将具有正频率温度系数的Li2TiO3陶瓷与Li5ZnSnNbO8陶瓷材料进行复合以调节τf值。通过分析得知,Li2TiO3陶瓷的引入,反而产生了第二相Zn2SnO4恶化了该陶瓷原本的微波介电性能。
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