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随着高功率微波技术的快速发展,研制适用于超高频、高功率微波源的陶瓷辐射窗口成为眼下的当务之急。氧化铝陶瓷(Al2O3)由于耐热冲击、介电损耗小、成本低廉等优点成为迄今为止应用最广泛的微波辐射窗口材料,所以对于氧化铝基微波介质陶瓷的研究具有十分重要的意义。采用溶胶-凝胶法制备Al2O3粉体,并研究以Ca O-Si O2-Ti O2、Mg O-Cu OTi O2、Mg O-Cu O-Ti O2-Eu2O3作为烧结助剂时,Al2O3陶瓷的烧结特性及介电性能。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜以及能谱仪对Al2O3陶瓷的晶体结构、形貌及粒径进行表征,通过网络分析仪对Al2O3陶瓷的介电性能进行分析。结果表明:以分析纯的硝酸铝为原料,柠檬酸为络合剂,初始溶液p H值为7时,采用溶胶-凝胶法成功制备了Al2O3干凝胶。干凝胶在1000℃下煅烧2 h后得到了Al2O3粉体,粒径大约为50~80 nm,且其分散性良好。CaO的加入使Al2O3陶瓷的烧结温度降至1450℃,但是在烧结过程中产生的第二相Ca Al12O19对Al2O3陶瓷的品质因数Q·f值产生了一定的副作用。当烧结温度为1450℃、Ca O添加量为0.4 wt.%时,Al2O3陶瓷的综合性能较好:相对密度为98.61%,介电常数为9.88,Q·f值达到21957 GHz,谐振频率温度系数τf值为-21.353 ppm/℃。MgO的加入有效提高了Al2O3陶瓷的Q·f值,并且反应生成的Mg Al2O4相促进了Al2O3陶瓷的致密化。Ti O2的加入显著改善了Al2O3陶瓷试样的τf值,τf值最高为-15.635 ppm/℃。当烧结温度为1500℃保温4 h,Mg O含量为1.0 wt.%,Ti O2含量为0.8 wt.%时,Al2O3陶瓷的综合性能良好:相对密度为98.83%,介电常数为9.89,Q·f值达到38028 GHz。Eu2O3的加入使Al2O3陶瓷的介电常数更加稳定。随着Eu2O3的变化,介电常数稳定在9.90左右。当烧结温度为1450℃,Eu2O3的添加量为0.25 wt.%时,烧结体的综合性能较好:相对密度为98.21%,Q·f值为37984 GHz,τf值为-29.548ppm/℃。