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尖晶石结构的锂镁钛（Li2MgTi3O8）系陶瓷材料具有优良介电特性、较低烧结温度和原料价格便宜等优势，这将使其在微波通信系统中获得广泛应用。本文系统地研究了固相制备工艺对锂镁钛系微波陶瓷介电性能的影响。随后，采用离子置换方法对其进行改性，以期改善其品质因数。论文的主要研究内容如下：首先，本文采用传统固相法制备锂镁钛系微波介质陶瓷，研究了制备工艺对锂镁钛系陶瓷微波介电特性的影响。研究发现，预烧温度为900℃时，二次球磨时间为4h，可获得化学活性较高和粒径分布均匀的Li2MgTi3O8粉体。Li2MgTi3O8系陶瓷在1080℃烧结4h可获得较好微波介电特性： r=26.9，Q×=43,200GHz，τ=-1.72ppm/℃。在此基础上，通过A位、B位离子置换对锂镁钛系微波介质陶瓷进行了改性研究，以期改善其微波介电特性。研究表明：不同半径的离子Mn2+、Ni2+、Co2+取代A位Mg2+使Li2MgTi3O8陶瓷的微观结构和相结构发生改变。对比三种离子的改性结果发现，他们对锂镁钛系陶瓷的介电性能的影响各不相同。Mn2+离子掺杂有利于锂镁钛系陶瓷的Q×改善。适量的Ni2+、Co2+离子掺杂可将锂镁钛系陶瓷的介电常数分别提高至28.1和28.3。其次，研究了不同半径离子Sn4+、Mn4+离子置换B位Ti4+对锂镁钛系陶瓷结构特性和介电特性的影响。研究表明：B位Sn4+在改性研究范围内，陶瓷中只包含单一尖晶石结构的Li2MgTi3O8相。随着Sn4+离子含量增加，样品的r下降至26.1，Q×上升至52,400GHz，τ下降至-7.7ppm/℃。此外，还研究了Sn4+过量置换对锂镁钛系陶瓷的微观形貌和介电特性的影响。研究发现：适量的SnO2将会促进锂镁钛系陶瓷的晶粒生长，降低晶界数量，这将显著改善陶瓷的Q×值。在1100℃烧结4h, Li2Mg(Ti1-xSnx)3O8(x=0.15)陶瓷具有优良的微波介电特性:εr=26.0, Q×=74,700GHz和τ=-5.2ppm/℃。然而，B位Mn4+离子置换使锂镁钛系陶瓷的微观结构发生明显变化。随着Mn4+离子含量的增加，样品的介电特性随之恶化。