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当今时代信息技术不断发展,面对大量接收和发送的信息,需要有更加优秀的设备来满足人们生活、发展、创造的需求。与此同时,技术的快速发展对微波领域也提出了更高质量的要求,微波材料应该具有高品质因数(Q×f),合适的介电常数(εr)和近零的温度系数(τf).微波陶瓷材料通常与导电性金属例如Ag、Cu共同工作,这要求降低该材料在多层微波设备中的烧结温度。怎样使晶粒细化,如何保证所合成陶瓷的单相性,怎样在高频的条件下进行低温烧结都是现阶段所亟待解决的问题。高能球磨法是一种简单而有效的获得纳米颗粒的方法。它使用机械力化学原理,采用密度大且质量高的材质做为运动介质,通过球磨机的公转和球磨罐的自转,将原始粉料磨碎达到纳米颗粒尺寸。在磨料与原材料相互碰撞的过程中产生大量拥有断裂化学键的新鲜表面,从而促进化学反应。高能球磨法与传统固相法、水热法,和溶胶凝胶法等方法相比,能够更加有效降低反应的活化能；使晶粒尺寸变得更小；粉末颗粒的分散性更好。同时,该方法具备促进烧结动力、促进位错和晶格相变、增加反应突变等特点。综上述,高能球磨法的节能、高效、能大量生产纳米粉体技术等优势,是一般传统方法无法超越的。本文利用高能球磨法对Mg2TiO4和MgO纳米粉体及其陶瓷的微波介电性能进行了研究。在1000℃条件下合成了Mg2TiO4单相纳米粉,解决了Mg2TiO4单相粉体难合成,陶瓷烧结温度高(1400℃以上)的问题。利用高能球磨法得到了MgO纳米粉体并添加适量LiF,通过两者的双重作用将MgO陶瓷的烧结温度降低至900℃。本文探究了高能球磨法制备的Mg2TiO4和MgO纳米粉体的颗粒大小、相的结构、Mg2TiO4单相的合成温度,并对Mg2TiO4和MgO陶瓷的微观结构、烧结性能进行检测。主要实验结果及相关结论如下：(1)以Ti02和MgO粉末为原材料,按照1：2的比例配置共20g并加入去离子水(使混合物达到球磨罐容积的一半),在球磨时间增加的过程中,混合粉末从刚开始的原料变为不同状态的TiO2、Mg(OH)2和少量Mg2TiO4(始于20h),且Mg2TiO4相的含量随高能球磨时间的增加而增多。高能球磨30h后的混合粉末经过550℃～1050℃预烧,先生成大量的MgTiO3和少量Mg2TiO4,随着温度升高MgTiO3先增多后减少。Mg2TiO4在900℃成为主相,且在1000℃条件下得到纯相Mg2TiO4,比常规固相法制备Mg2TiO4粉体的温度低200℃(常规固相法通常是MgTiO3和Mg2TiO4两相共存)。利用高能球磨法制备的Mg2TiO4粉体,平均颗粒尺寸大小为163nm,更加充分证明了利用高能球磨可以减少粉体的尺寸。Mg2TiO4陶瓷显微结构和微波性能的变化与其相对密度变化相同。在烧结温度为1175℃时得到相对密度高达95.8%的陶瓷,其微波介电性能分别为εr=13.9,Q×f=98,600GHz,τf=050.9ppm/℃。(2)采用高能球磨法,制备了MgO粉体。球磨时间5h,样品中有MgO和Mg(OH)2两相。随着球磨时间增加MgO逐渐减少,球磨至25h后,MgO全部转化为Mg(OH)2。球磨10h-25h的粉末在500℃保温4h后得到粒度大小为425nm,267nm,186nm,114nm的MgO粉体颗粒。选取球磨25h,颗粒尺寸为114nm的粉末,按照公式配置(1-x)MgO-xLiF(x=0.01～0.08)共计8组,利用普通球磨法对8个组分各自充分混合10h。烘干后压片成直径10.0mm、厚5.0mm的圆柱,并在900℃条件下烧结。研究表明所有组分均可以在900℃烧结,对比普通球磨单纯添加LiF降温的方法,高能球磨的纳米效应和添加LiF的双重作用成功的降低了烧结温度。高能球磨25h的纳米粉添加5mol%含量的LiF在900℃烧结的MgO陶瓷表现出较为优秀的微波性能,其密度为3.36g/cm3(理论密度为3.58g/cm3),微波介电性能分别为εr=12.3,Q×f=67000GHz,τf=-56.1ppm/℃。