微波介质陶瓷及器件研究进展

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微波介质陶瓷制备技术研究进展

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１１Ｏ・
材料导报Ａ：综述篇
２０１４年１月（上）第２８卷第１期
微波介质陶瓷制备技术研究进展
程鹏，郑勇，董作为，吕学鹏，陈继欣
（南京航空航天大学材料科学与技术学院，南京２１００１６）摘要总结了近年来微波介质陶瓷制备技术的研究进展。着重介绍了微波介质陶瓷在粉末制备和烧结方面
Ｋｅｙｗｏｒｄｓａｉｄｓｍｉｃｒｏｗａｖｅｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｃｅｒａｍｉｃｓ，ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｅｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ
中图分类号：ＴＭ２８
文献标识码：Ａ
ＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒｅｓｓｉｎｔｈｅＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＭｉｃｒｏｗａｖｅＤｉｅｌｅｃｔｒｉｃＣｅｒａｍｉｃｓ
１粉末制备技术
通常，微波介质陶瓷粉末采用固相反应法合成。该方法是将多种氧化物粉料混合、煅烧，经机械研磨而获得粉体，具有设备、工艺简单，易于工业化生产等优点。但是通过这种方法难以获得高纯度的物相，同时不能确保粉体成分分布的
ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｍａｉｎｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｏｆｍｉｃｒｏｗａｖｅｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｃｅｒａｍｉｃｓａｒｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．Ｔｈｅｎｅｗｔｅｃｈ —

微波介质陶瓷的研究现状与发展趋势

方亮杨卫明鄢俊兵张辉
( 武汉理工大学)
摘要: 微波介质陶瓷是现代通信技术中关键基础材料, 它的应用越来越受到人们的重视。介绍了低介电常数、中介电常数、高介电常数三类微波介质陶瓷的研究现状, 并根据材料设计的思想对高性能微波介质陶瓷的发展趋势进行了探讨。关键词: 微波介质陶瓷; 介电特性; 钨青铜结构; 钙钛矿结构中图分类号: TM 28 文献标识码: A
5+ 矿晶胞的 B 位 Zn 2+ 、 T a 的增加而增大。 1. 2 中等 Ε r 和 Q 值的 MWDC [ 10 ～ 13 ] 主要是以 B aT i4O 9 , B a 2 T i9O 20 和 ( Zr、 ,其Ε ≈ 40, Q = ( 6 ～ 9 ) × 103 Sn ) T i O 4 等为基的 MW DC 材料 r
第 24 卷第 2 期
2002 年 2 月
武汉理工大学学报
JO URNAL O F W UHAN UN IVERS ITY O F TECHNOLO GY
Vol . 24 N o. 2 Feb. 2002
文章编号: 167124431 ( 2002) 0220012204
微波介质陶瓷的研究现状与发展趋势3
决定erdsf三者的物理机制之间有什么制约关系等问题都需进一步研究目前微波介质陶瓷材料多采用常规的高温固相反应方法制备不仅烧结时间长很难获得均匀致密的显微结构而且组分易挥发使产物偏离预期的组成并形成多相结构从而导致材料性能的劣化和不稳定性1微波介质陶瓷的结构与性能的关系有待于研究目前研究的高er微波介质陶瓷材料的几乎都是类钙钛矿钨青铜型和复合钙钛矿型复合氧化物它们都是由钛氧八面体共顶连接而成的三维网络结构钛氧八面体是主要的结构基团其中大阳离子位于钛氧八面体围成的空隙位置阳离子的种类数量的变化必将引起材料的结构与性能的变化

功能陶瓷材料的制备与研究进展

功能陶瓷材料的制备与研究进展摘要：该文重点介绍了三种功能陶瓷的发展和制备情况，并针对我国功能陶瓷的研究存在的问题提出应对方法，以期为我国未来功能陶瓷的研究提供参考。

关键词：功能陶瓷制备研究功能陶瓷自20世纪30年代发展以来，经历了电介质陶瓷到高温超导陶瓷的发展历程，目前功能陶瓷在计算机技术、微电子技术、光电子技术等领域应用广泛，成为推动我国科技发展的重要功能性材料。

1 功能陶瓷情况介绍1.1 微波介质陶瓷微波介质陶瓷主要应用于现代通讯设备中，尤其在介质天线、滤波器、谐振器等设备中发挥着至关重要的作用。

在现代通讯技术影响下，我国十分重视微波介质陶瓷的研究和发展。

微波介质陶瓷研究对其基本要求如下。

为了实现微波元器件小型化发展要求，在使用的微波波段中微波介质陶瓷介电常数ε应尽可能的大；为了保证较好的通讯质量和良好的滤波性质，微波介质陶瓷的品质因数Q应尽可能的小；应保证谐振频率的温度系数可调节或者最大限度的小。

除此之外，还应充分分析微波介质陶瓷的绝缘电阻、传热系数等参数。

目前对微波介质陶瓷的研究、开发主要集中在以下方面。

首先，高品质因数和低介电常数的微波介质陶瓷，这类材料主要以BaO-ZnO-Nb2O5、BaO-ZnO-Ta2O5、BaO-MgO-Ta2O5或者它们之间的复合材料为代表。

当满足f≥10?GHz，Q=(1-3)×104，ε=25-30，谐振温度系数几乎为零时，可广泛应用于毫米、厘米波段的卫星直播通信系统中。

其次，中等的Q和ε微波介质陶瓷，其组成材料主要有Ba2TiO20、(Zr，Sn)TiO4以及BaTi4O9等。

当满足f≤3-4?GHz，Q=(6-9)×104，ε≈40，谐振温度系数小于等于5×10-6/℃，可作为微波军用雷达通信系统的重要器件。

最后，低Q和高ε微波介质陶瓷，以BaO、TiO2、Ln2O3为主要组成材料，该类陶瓷在目前微波介质陶瓷研究中受到人们的广泛关注。

微波介质陶瓷制备技术研究进展

【摘要】详述了近年来微波介质陶瓷制备技术的研究进展，总结了微波介质陶瓷在粉末制备与烧结技术方面的主要
方法，介绍了不同的粉末制备与陶瓷烧结技术对微波陶瓷介电性能的影响，最后指出微波介质陶瓷制备技术目前存在的
问题及今后的进展方向。
【关键词】微波介质陶瓷；制备技术；烧结技术；微波介电性能
ＴｈｅＩｉｌａｉｎｍｅｔｈｏｄｓｏｆｍｉｃｒｏｗａｖｅｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｃｅｒａｍｉｃｓｉｎｐｏｗｄｅｒｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｓｉｎｔｅｒｉｎｇａｒｅｓｕｍｍａｒｉｚ￣Ｔｈｅｉｎｔｌｕｅｎｃｅｏｆｄｉｔｆｅｒｅｎｔ
ｐｏｗｄｅｒｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｃｅｒａｍｉｃｓｉｎｔｅｒｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｎｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｍｉｃｒｏｗａｖｅｃｅｒａｍｉｃｓｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ａｔｌａｓｔ，ｔｈｅ
信息记录材料２０１８年１１月第１９卷第１１期
微波介质陶瓷制备技术研究进展
胡杰，吕学鹏（通讯作者），张杰，李帅，徐文盛，许泉辉（１南京工程学院，材料工程学院江苏南京２１１１６７）
（２江苏省先进结构材料与应用技术重点实验室江苏南京２１１１６７）
在微波介质陶瓷的制备过程中，其制各技术影响陶瓷的介电性能。陶瓷材料中致密度越高、晶粒尺寸越大，晶粒分布越均匀，其介电常数越高，品质因数越低。目前国内外的研究工作主要集中在探索新型微波介质陶瓷体系和掺杂改性现有成分体系方面，对新的制备技术和制备工艺方面的研究相对欠缺，大多数仍然固相反应法制粉和常规固相烧结的传统制备技术。鉴于此，本文总结了微波介质陶瓷粉末制备技术和烧结技术的最新研究进展，并介绍了其对材料组织结构和微波介电性能的影响。２粉末制备技术

LNT微波介质材料的研究进展

ＬＮＴ微波介质材料的研究进展作者：郭震李蔚曾群王霞来源：《佛山陶瓷》2009年第07期摘要本文综述了LNT微波介质材料的研究进展，概括介绍了M相LNT材料、Li2TiO3ss 相LNT材料及LNT复合材料的结构、介电性能及低温烧结工艺，并对该材料的未来发展作了一些展望。

关键词LNT，微波介质材料，研究进展1引言微波介质材料是自二十世纪70年代迅速发展起来的一类新型功能电子陶瓷，具有介电常数高、损耗低、频率温度系数小等特点，可用于制造介质谐振器、滤波器、介质天线、稳频振荡器等元器件，广泛应用于通信、雷达、导航等领域，是一种极有应用价值和发展潜力的新型材料[1-2]。

近些年来，随着现代移动通讯设备不断朝着微型化、集成化、高可靠性和低成本、片式化、环保的方向发展，对作为微波元器件基础材料的微波介质材料也提出了更高的要求，能与环保型的低熔点金属Cu、Ag或Cu/Ag合金共烧的微波介质陶瓷（Low Temperature Co-fired Ceramic，简称LTCC）成为微波介质材料发展的主流[3-4]。

作为LTCC材料，除了要求具有优异的微波介电性能（合适的介电常数、低的介电损耗与小的谐振频率温度系数）之外，还要求材料具有低的烧结温度，要求材料最好能在900℃左右的温度烧结致密，以便能很好地与高导电率的铜或银金属内电极共烧。

但是，目前大多数微波介质陶瓷（如BaTi4O9、Ba2Ti9O20、(Zn,Sn)TiO4以及(Pb,Ca)(Zr,Ti)O3等）的烧结温度都比较高，一般都在1300℃以上，有的甚至高达1500～1600℃，远远高于Cu及Ag的熔点（1064℃及961℃），无法满足低温共烧的要求。

为了降低微波介质陶瓷材料的烧结温度，目前一般采用的方法有三种：一是在已有的材料中添加一定量的低熔点氧化物或玻璃如B2O3、V2O5等[5-6]；二是采用化学合成法等先进制粉方法制备烧结活性高的超细或纳米粉体[7-10]；三是寻找新的固有烧结温度低的材料。

AB2O4型尖晶石结构微波介质陶瓷研究进展

第36卷第5期电子元件与材料V ol.36 No.5 2017年5月ELECTRONIC COMPONENTS AND MATERIALS May 2017综述AB 2O4型尖晶石结构微波介质陶瓷研究进展方亮1,2，李威1,2，闻望喜2，孙宜华2，李纯纯1,3（1. 桂林理工大学材料科学与工程学院，广西有色金属及特色材料加工省部共建国家重点实验室培育基地，广西桂林541000；2. 三峡大学材料与化工学院，湖北宜昌443000；3. 桂林理工大学信息科学与工程学院，广西桂林541000）摘要: A n B2n O4n（n = 1，2，3）系列尖晶石陶瓷普遍具有高的品质因数、可调的介电常数和谐振频率温度系数，并与Ag电极具有良好的化学共容性，是极有可能应用在低温共烧陶瓷上的一类微波介质陶瓷。

介绍了尖晶石陶瓷的晶体结构，总结了不同n取值陶瓷的微波介电性能及其调控，讨论了Li元素进入尖晶石晶格后离子分布的演变，并重点讨论Li基尖晶石陶瓷的烧结温度和微波介电性能，以及离子取代对其性能的调节。

另外，还尝试改变一些代表性陶瓷的成分以获得更好的综合微波介电性能。

具体的方法包括形成固溶体和第二相，以及非化学计量比调节。

最后，对Li基尖晶石结构微波介质陶瓷工业化应用进行了展望。

关键词: 微波介质陶瓷；A n B2n O4n；综述；尖晶石结构；低温共烧陶瓷；调整doi: 10.14106/ki.1001-2028.2017.05.001中图分类号: TM28 文献标识码:A 文章编号:1001-2028（2017）05-0001-05Research progress on AB2O4-type spinel microwave dielectricceramicsFANG Liang1, 2, LI Wei1,2, WEN Wangxi2, SUN Yihua2, LI Chunchun1,3(1. State Key Laboratory Breeding Base of Nonferrous Metals and Specific Materials Processing, College of MaterialScience and Engineering, Guilin University of Technology, Guilin 541000, Guangxi Zhuang Autononmous Region,China; 2. College of Materials and Chemical Engineering, Three Gorges University, Yichang 443000, Hubei Province,China; 3. College of Information Science and Engineering, Guilin University of Technology, Guilin 541000, GuangxiZhuang Autononmous Region, China)Abstract: A n B2n O4n(n = 1, 2, 3) spinel ceramics are good microwave dielectric materials with high quality factor, tunable permittivity and temperature coefficient of resonance frequency, and chemical compatibility with silver, which makes them potential candidates for low temperature co-fired ceramic (LTCC) application. The crystal structure of spinel ceramics is introduced and the microwave dielectric properties of spinel ceramics with different n values are summarized.The evolution of cation distributions is discussed as Li element is introduced into the spinel lattice, and it is focused on the sintering temperature (S.T.) and microwave dielectric properties of Li-based spinel ceramics and their properties adjustment by the ion substitution. Furthermore, the components of some candidates are modified to achieve better combination of microwave dielectric properties. The specific methods include formation of solid solution and second phase, and non-stoichiometric adjustment. In the end, the possibility of Li-based spinel ceramics is evaluated for practical application.Key words: microwave dielectric ceramics; A n B2n O4n; review; spinel structure; low temperature co-fired ceramic;adjustment微波介质陶瓷是指应用在微波频段（300 MHz~30 GHz）作为介质材料并完成一种或多种功能收稿日期：2017-03-09 通讯作者：李纯纯基金项目：国家自然科学基金资助项目（No. 21261007; 21561008; 51502047）；广西自然科学基金资助项目（No. 2015GXNSFBA139234;2015GXNSFFA139003; 2016GXNSFAA380018）；广西北部湾经济区科技园区创新创业人才培育建设项目（No. 2015-09）作者简介：方亮（1970－），男，湖北宜昌人，教授，博士，研究方向为有色金属氧化物功能材料与器件，E-mail: fanglianggl001@ ；李威（1990－），男，湖北宜昌人，研究生，研究方向为微波介质陶瓷，E-mail: 386085783@ ；李纯纯（1987－），男，山东潍坊人，副研究员，博士，研究方向为电介质功能材料与器件，E-mail: lichunchun2003@ 。

低介电常数微波介质陶瓷研究进展

低介电常数微波介质陶瓷研究进展摘要：当前，电子元件正在向小型化、片式化、集成化方向发展，使得低温共烧陶瓷(Low-temperaturecofiredceramic，LTCC)技术越来越引起人们的关注。

目前，新一代基于LTCC技术的电子元件已经成为当前主流的电子元件，而该技术要求微波介质陶瓷能够与高电导率的银、铜等电极材料实现低温共烧。

然而，大多数性能优异的微波介质陶瓷的烧结温度都比较高，难以达到与金属电极低温共烧的要求。

为了降低其烧结温度，通常在基体中加入一定量低熔点的烧结助剂，但过多的烧结助剂往往会引起材料介电性能劣化。

因此，探索新型固有烧结温度低的微波介质陶瓷仍将是研究微波介质陶瓷材料领域的一个热点方向。

高频化是微波元器件发展的必然趋势，随着通讯设备工作频率向毫米波段拓展，信号延迟问题会变得更加突出，因此，对作为通讯设备关键材料的微波介质陶瓷性能参数提出了更高的要求。

与中、高介电常数材料相比，低介电常数材料能够降低基板与金属电极间的交互耦合损耗，缩短芯片间信号传播的延迟时间。

关键词：低介电常数；微波介质；陶瓷研究1钨酸盐体系目前对钨酸盐低介电常数微波介质陶瓷的研究主要集中在AWO4(A=Mg、Mn、Zn、Ca、Sr、Ba、Cd)体系上，其晶体结构与A2+的半径有关。

当A2+的半径较大时(如Ca、Ba、Sr)，易形成四方相白钨矿结构，空间点群为I41/a;当A2+的半径较小时(如Mg、Zn、Mn、Cd)，则会形成单斜相黑钨矿结构，空间点群为P2/c。

1988年，Nishigaki等［8］研究WO3对BaO-4TiO2陶瓷微波介电性能影响时，发现掺杂少量WO3显著提高了陶瓷的品质因数，这是因为形成了BaWO4第二相。

随后，他们以Ba-CO3和WO3粉末为原料于1200℃制备出BaWO4单相陶瓷，并首次报道其微波介电性能:εr=8.2，Q×f=18000GHz，τf=－33×10－6/℃。

2024年微波介质陶瓷元器件市场分析现状

2024年微波介质陶瓷元器件市场分析现状简介微波介质陶瓷元器件是一种在微波频段广泛应用的陶瓷材料，具有优异的电磁性能和稳定性。

在无线通信、雷达、卫星通信等高频电子设备中，微波介质陶瓷元器件扮演着重要角色。

本文将对微波介质陶瓷元器件市场进行分析，探讨其现状和未来发展趋势。

市场规模与增长近年来，随着移动通信技术的迅猛发展，微波介质陶瓷元器件市场经历了快速增长。

根据市场研究机构的数据，2019年全球微波介质陶瓷元器件市场规模约为100亿美元，并且预计在未来几年还将保持稳定增长。

亚太地区是微波介质陶瓷元器件市场的主要消费地，占据了全球市场份额的40%以上。

而中国作为全球最大的电子制造基地，也是微波介质陶瓷元器件的重要生产和消费国家。

主要应用领域微波介质陶瓷元器件广泛应用于各种高频电子设备中，主要涵盖以下几个领域：1. 通信设备移动通信基站、卫星通信设备、光纤通信等领域需要使用到微波介质陶瓷元器件来实现高速无线通信。

2. 雷达系统雷达是军事和民用领域中广泛应用的高频信号探测系统，微波介质陶瓷元器件在雷达的发射和接收过程中起到关键作用。

3. 医疗设备医疗设备中的高频诊断仪器、医疗雷达等都需要使用到微波介质陶瓷元器件以实现高精度的信号传输和接收。

4. 卫星导航系统卫星导航系统中的微波天线、天线驱动器等关键部件都离不开微波介质陶瓷元器件的支持。

市场竞争格局微波介质陶瓷元器件市场竞争激烈，主要由一些国际知名企业和本土企业共同组成。

主要竞争者包括美国的Kyocera、日本的村田制作所、中国的三安光电等。

这些企业凭借其技术实力、品牌优势和规模效应，占据了市场的主要份额。

此外，行业内还存在一些中小型企业，它们通过专业化定制、柔性供应等方式保持着一定的市场份额。

市场机遇与挑战微波介质陶瓷元器件市场未来发展充满机遇和挑战。

一方面，随着5G通信技术的快速普及和升级，对微波介质陶瓷元器件的需求将进一步增加。

另一方面，新兴技术如物联网、车联网等的兴起也将为微波介质陶瓷元器件带来新的市场机遇。

微波陶瓷电介质研究现状

微波介质陶瓷是近二十多年来发展起来的一种新型的功能陶瓷材料。它是指应用于微波频率电路中作为介质材料并完成一种或多种功能的陶瓷材料，是制造微波介质滤波器和谐振器的关键材料。
目录
一定义
二应用与性能
三高电介质陶瓷发展
应用与性能
微波介质陶瓷应用范围广泛, 在微波电路中的应用主要有如下几个方面: 1、用作微波电路的介质基片 ,起着电路元器件及线路的承载、支撑、绝缘的作用； 2、用作为微波电路的电容器 , 起着电路或元件之间的耦合及储能作用； 3、用作微波电路的介质天线, 起着集中吸收储存电磁波能量的作用；
高介电常数陶瓷
BLT系微波介质陶瓷的烧结温度普遍偏高,如何降低烧结温度使之能与适当的金属电极形成温度的匹配,从而使电解质与导体共烧的多层微波介质谐振器结构得以实现是目前研究的热点。研究最多的是掺加适量的氧化物或低熔点玻璃相物质作为烧结助剂湿化学如水热法、溶胶凝胶法、化学共沉淀法等制粉工艺和热压烧结技术等改变传统的制备工艺,也用来降低BLT体系的烧结温度。
4、用作微波电路的介质波导 , 起着引导电磁波沿一定方向传播的作用；
5、用作微波电路的介质谐振器件, 起着类似一般电子电路中LC谐振电路的作用。一般说来,用于介电隔离和远距离电磁波传输的介质陶瓷必须具备非常高的品质因数和较小的介电常数; 用于介电传导和谐振的材料则更加注重高介电常数及介电常数、品质因数和温度系数三项指标的综合协调。
高介电常数陶瓷
复合钙钛矿CaO2-Li2 O2 -Ln2 O3 -TiO2 CaTiO3 材料在微波频率下具有高ε低Q值和较大的正τ f(τ r=170,Q·f=3500GHz τ f=+800 ×10- 6 /℃) ,而( Li1/2 Ln1/2 )TiO3 具有高εr和较大的负τ f ,CaO-Li2 O- Ln2 O3 TiO2 就是根据复合效应由2 者结合制备得到的。

高介电常数微波介质陶瓷及其低温烧结的研究进展

ＢＯＬ２：ＴＯ系微波介质陶瓷具有钨青铜晶体结构，ａ — ｎ０广ｉ。
Ｂ，ＬＪｉ０５ｃｒｍｉａ５ｎ１４ｅａｃ８ｓ
Ｌｎ
￡
较高的￡（０、中且可调节至０Ｑ值（ｆ１０）＞７）Ｔ适、ｆＱ ≥ ００基本达到使用要求，适用于飞速发展的移动通汛领域（ ≤４Ｇｚ，因此成为微波介质陶瓷中研究最多的体系之一。Ｈ）ＢＯＬ２ｒｉ２ａ－ｎＴＯ系统陶瓷材料，是由在ＢＯＴＯ系陶瓷中０ａ — ｉ
器件要求，需要微波介质陶瓷能与高电导率电极实现低温共烧。本文综述了近年来高介电常数微波介质陶瓷及其低温
烧结研究的最新进展，出进一步提高陶瓷的介电常数和研究新型低温烧结助剂是今后发展的趋势。指
关键词微波介质陶瓷，高介电常数，低温烧结
中图分类号：Ｑ１４７文献标识码：Ｔ７．５Ａ
ｍ１，由７ｏ％）８，８线性增加到９，ｆ由４００Ｇｚ渐减９Ｑ值０Ｈ逐为３００ｚＴ由一ｐｎ￣０ＧＨ，ｆ７ｐｒＣ渐增加至１ｐｏ／８ｐｍ／Ｃ。但当在
ＢａＳ０￣－ＴＯ－ｒ中掺入适量的Ｏ— ｍ２ｉ２ＳＯ
ＢＯＮ２ｉ２ａ — ｄ０一ＴＯ为典型代表。
ｃ－ｒｒｍｃＬＣ）ｏｆｅｃａｉ，ＴＣ技术为基础的多层结构设计可有效减ｉｄｅ
ＢＯＳ２３Ｔ０是高ｓ类微波介质陶瓷材料的典型ａ — ｍ０－ｉ２，代表之一。首先由松下电器产业中央研究所试制成功，主要用

低温烧结微波介质陶瓷的研究进展

法有如下４种。１１掺加低熔点氧化物或玻璃作烧结助剂。行液相活性烧．进
结
则．结温度可降低１０℃以上。用的湿法化学合成方法有烧０常溶胶一胶法、沉淀法和水热法等。凝共王辉等Ｉ川ｑ选较大的
介电损耗（ｎ）谐振频率温度系数（ｆ随Ｌ：Ｏ含量变来自化ｔｇ，ａＴ）ｉ，Ｃ
性能稳定、格便宜等优点，移动通讯、星通信、用雷价在卫军
达、全球卫星定位系统、牙技术、线局域网等现代通信蓝无技术得到了广泛应片 … ｌ。为实现移动通信终端电子产品进一步向短、、、方向发展，小轻薄以低温共烧陶瓷（ｗｔｅａ１ —ｅｒ— ｏｍｐｔｒＣ — ｒｅｍｃ。ＴＣ）术为基础的多层片式元件是ｕｅＯｆｅｃｒｉＬＣ技ｉｄａｓ实现器件微型化的主要途径。从经济和环保角度考虑，微波元器件的片式化．求微波介质材料必须具有较低的烧结要温度。以便与熔点较低、电导率高的贱金属Ｃ（点１０３℃）ｕ熔８或Ａ（点９１）ｇ熔６的电搬烧。工业化的角度出发，与从能
可调。在９０℃烧结保温２ｈ于６８Ｇｚ试试样的介电５，～Ｈ测
性能为：＝０Ｑ・４０Ｈ，１ｐｓ２，ｆＯ００ＧｚＴ４ｐｍ℃～＿Ｆ一。

电介质物理与微波介质陶瓷的研究进展

电介质物理与微波介质陶瓷的研究进展Research Progress of Dielectric Physics and Microwave Dielectric Ceramics孙赫(天津大学,天津300072)Sun He(Tianjin University,Tianjin300072)摘要：介质陶瓷作为新兴的微波材料在应用中具有广阔的前景。

在这篇综述中探究了介质陶瓷结构的高质量因数和低热稳定介电常数。

在大量现有研究的基础上，分析电介质物理与微波介质陶瓷应用现状，对其结构特性进行了全面总结，微波介质陶瓷材料在未来应用中适合作为具有低损耗和可调介电常数的有效微波电介质。

关键词：微波介质陶瓷；电介质物理；介电常数；研究进展中图分类号：TQ174.75;TM28文献标识码：A文章编号：1003-0107(2021)04-0001-04Abstract:As a new microwave material,dielectric ceramics have broad prospects in application.In this review, the high quality factor and low thermal stability of the dielectric ceramic structure are explored.On the basis ofa large number of existing studies,the application status of dielectric physics and microwave dielectric ceramicsis analyzed,and its structural characteristics are comprehensively summarized.Microwave dielectric ceramic materials are suitable as effective microwaves dielectric with low loss and adjustable dielectric constant in future applications.Key words:microwave dielectric ceramics;dielectric physics;dielectric constant;research progressCLC number:TQ174.75;TM28Document code:A Article ID：1003-0107(2021)04-0001-040引言介质陶瓷即具有晶体化学性质、低介电损耗水平、并且在机械性能方面相对抗温度变化[1]。

低介电常数磷酸盐微波介质陶瓷的研究进展

第42卷第3期2023年3月硅㊀酸㊀盐㊀通㊀报BULLETIN OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY Vol.42㊀No.3March,2023低介电常数磷酸盐微波介质陶瓷的研究进展温红娟,施思嘉,吴修胜,金正权,李栋才,曹菊芳(安徽建筑大学材料与化学工程学院,合肥㊀230601)摘要:随着电子通信行业的迅速发展,微波介质陶瓷近年来成为关注的热点㊂磷酸盐微波介质陶瓷通常具有烧结温度低㊁介电常数较低㊁粉体材料容易制备,以及与银不发生显著反应等特点,故可作为低温共烧陶瓷㊂本文概述了正磷酸盐(PO 4)和焦磷酸盐(P 2O 7)系列陶瓷几种常见的晶体结构和微波介电性能,以及PO 4陶瓷的掺杂和复合㊂研究发现,当A 位元素和P 元素摩尔比大于1时,制备的样品是PO 4与P 2O 7的混合物㊂PO 4陶瓷的掺杂本质是通过A /B 位离子取代起到改进介电性能的作用㊂PO 4陶瓷的复合对性能改进的原理是原样品温度系数若为负值,则可复合TiO 2使温度系数接近0;原样品温度系数若为正,则复合其他温度系数为负的材料中和温度系数㊂最后提出了当下磷酸盐微波介质陶瓷存在的问题和研究展望㊂关键词:微波介质陶瓷;低介电常数;低温共烧;正磷酸盐;焦磷酸盐;PO 4陶瓷掺杂与复合中图分类号:TQ174.1㊀㊀文献标志码:A ㊀㊀文章编号:1001-1625(2023)03-1025-12Research Progress of Phosphate Microwave Dielectric Ceramics with Low Dielectric ConstantWEN Hongjuan ,SHI Sijia ,WU Xiusheng ,JIN Zhengquan ,LI Dongcai ,CAO Jufang (School of Materials and Chemical Engeering,Anhui Jianzhu University,Hefei 230601,China)Abstract :As the electronic communication industry rapidly advances,microwave dielectric ceramics become a hot topic in recent years.In general,the phosphate microwave dielectric ceramics have many advantages,such as low sintering temperature,low dielectric constant,easily prepared powder material,and no significant chemical reaction with sliver,so they could be taken as the low-temperature co-fired ceramics.In this paper,the author outlined the performance of microwave dielectric ceramics under the common structure models of the orthophosphate (PO 4)and pyrophosphate (P 2O 7)series,and doping and recombination of PO 4ceramics.The prepared sample is the mixture of PO 4and P 2O 7when the ratio of A-element and P-element molar ratio is greater than 1in research.For the doping of PO 4ceramics,the A /B ions may be selected for replacement to improve the dielectric property.For the recombination of PO 4ceramics,the principle of performance improvement is as follows:if the temperature coefficient of original sample is the negative value,the composite TiO 2makes the temperature coefficient close to 0;if the value is positive,the materials with negative temperature coefficients are compounded to neutralize the temperature coefficient.Finally,the author proposed the problems existed in the phosphate microwave dielectric ceramics and looked forward to the prospect.Key words :microwave dielectric ceramics;low dielectric constant;low-temperature co-firing;orthophosphate;pyrophosphate;doping and recombination of PO 4ceramics 收稿日期:2022-10-28;修订日期:2022-12-17基金项目:安徽省高校协同创新项目(GXXT-2022-010);科技部重点研发项目课题(2019YFE03070001)作者简介:温红娟(2000 ),女,硕士研究生㊂主要从事微波介质陶瓷的研究㊂E-mail:2137255929@通信作者:吴修胜,博士,教授㊂E-mail:wxswjf@ 0㊀引㊀言近年来电子通信向功能丰富化㊁性能增强化发展,对微波电路元器件的核心原料微波介质陶瓷提出了更高的要求[1]㊂作为一种多功能新型陶瓷材料,微波介质陶瓷关键参数有介电常数εr ㊁温度系数τf 和品质因数Q f [2-3]㊂其中介电常数对信号传输速度有较大影响,品质因数可以影响使用频率的范围,而谐振频率1026㊀陶㊀瓷硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷的温度系数可以影响器件的温度稳定性㊂微波介质陶瓷作为新兴材料中的一种,以其不同的介电常数㊁品质因数和温度系数在通信和雷达行业广泛运用㊂微波通信技术研究在近些年朝着毫米波方向发展,对材料在毫米波段下的传递速度和频率接收范围以及温度稳定性提出了要求㊂一般来说介电常数越低,传递信号时传播速度就会越高;品质因数越高,材料使用时的频率范围就越广;温度系数越接近0,材料的温度稳定性就越好㊂微波介质陶瓷根据介电常数大小可分为高介电常数微波介质陶瓷(εr >30)㊁中介电常数微波介质陶瓷(15<εr ɤ30)和低介电常数微波介质陶瓷(0<εr ɤ15)㊂其中低介电常数微波介质陶瓷由于具有良好的信号传播速度,成为重点研究对象㊂常见的低介电常数微波介质陶瓷包括氧化铝系㊁AAl 2O 4系(A =Zn㊁Mg)㊁硅酸盐系㊁钼酸盐㊁钒酸盐和磷酸盐等㊂磷酸盐微波介质陶瓷有许多优点,如介电常数低㊁品质因数高和烧结温度低等,因此近年来成为新的研究热点[4-6]㊂本文主要介绍了低介电常数磷酸盐微波介质陶瓷㊂首先将磷酸盐陶瓷分为正磷酸盐陶瓷和焦磷酸盐陶瓷,分别列举出这两种磷酸盐下常见的系列陶瓷并举例展现磷酸盐陶瓷性能的优越性,最后介绍掺杂与复合两种方式对磷酸盐陶瓷性能的改进并举例说明㊂1㊀PO 4系列1.1㊀LiMPO 4系列图1㊀LiMgPO 4陶瓷晶体结构示意图[11]Fig.1㊀Crystal structure diagram of LiMgPO 4ceramics [11]LiMPO 4系陶瓷分两种情况,第一种在结构上LiMPO 4(M =Mg㊁Ni㊁Mn)系陶瓷属于正交晶系[7]㊂图1是LiMgPO 4的晶体结构示意图,[LiO 6]八面体单元与八面体Mg 和四面体P 相互连接㊂LiMPO 4的介电性能不仅与烧结温度有关,也与M 离子种类有关㊂为了研究LiMgPO 4体系,Thomas 等[8]在950ħ下对其进行3h 的烧结,发现介电常数为6.6,品质因数为79100GHz,温度系数为55ppm /ħ(1ppm =10-6)㊂同时Xiao 等[9-10]研究发现LiNiPO 4体系在825ħ烧结条件下理论密度超过95%,介电常数为5.18,品质因数为24076GHz㊂由于其具有介电常数和烧结温度较低的特点,LiMPO 4(M =Mg㊁Ni㊁Mn)系陶瓷还可以与Ag 共烧,因此LiMPO 4系陶瓷在低温共烧陶瓷(low-temperature co-fired ceramics,LTCC)技术中有较大的潜力㊂相较于LiMPO 4的橄榄石结构,第二种结构中每四个O 原子都可与阳离子合成四面体,[ZnO 4]和[LiO 4]四面体可连接构成磷酸锂锌(LiZnPO 4,LZP)结构㊂为了研究LiZnPO 4陶瓷性能随温度的变化情况,Shi 等[12]设置了不同的温度梯度,在不同温度下烧结的LiZnPO 4的性能见表1㊂可知介电常数和品质因数随烧结温度提高而增大,密度也达到顶峰(96.01%),当烧结温度升高至825ħ以上时密度降低,品质因数和介电常数减小,此结果表明性能和烧结致密程度呈正相关㊂表1㊀LiZnPO 4微波介质陶瓷的介电常数㊁品质因数与密度[12]Table 1㊀Dielectric constant ,quality factor and density of LiZnPO 4microwave dielectric ceramics [12]Temperature /ħεr εrc Q f /GHz Density /(g㊃cm -3)Relative density /%725 5.46 5.9925311 3.30792.33750 5.47 5.9528883 3.30893.01775 5.48 5.8939366 3.31193.97800 5.50 5.8643908 3.32194.66825 5.50 5.7747207 3.32896.01850 5.47 5.7745281 3.31195.39㊀㊀注:εr 是介电常数,εrc 是介电损耗,Q f 是品质因数㊂第3期温红娟等:低介电常数磷酸盐微波介质陶瓷的研究进展1027㊀1.2㊀A 3(PO 4)2(A =Mg ㊁Cu )正磷酸盐陶瓷具有稳定的晶体结构,作为优良的功能材料在许多领域被广泛应用㊂Mg 3(PO 4)2具有单斜晶系结构,属于空间群P 121/n 1,多采用固相合成法,在1000ħ下介电常数最低可达到5.42㊂Zhang 等[13]将Mg 3(PO 4)2和30%(质量分数)Ag 的复合材料在950ħ下烧结,通过扫描电镜分别观察Mg 3(PO 4)2和Ag 两组相,发现没有任何杂相,因此得出Mg 3(PO 4)2和Ag 之间没发生显著反应的结论㊂Cu 3(PO 4)2属于三斜晶系,由六面体[CuO 5]和四面体[PO 4]组成,[CuO 5]和[PO 4]通过角共享连接,Cu 2+以两种类型排列,一种形成六面体,另一种位于多面体间隙中㊂Feng 等[14]通过扫描电镜测得Cu 3(PO 4)2陶瓷的密度在900ħ下达到最大,介电常数和品质因数具有明显的密度依赖性,介电常数为7.33,品质因数为86756GHz,温度系数为-30ppm /ħ,P O 化学键在Cu 3(PO 4)2陶瓷的微波介电性能中起到主要作用㊂1.3㊀BPO 4BPO 4微波介质陶瓷因其超低的介电特性受到广泛关注,在已知显微结构会对陶瓷性能产生影响的基础上,Wang 等[15]先后研究了固态烧结(solid state sintering,SSS)和放电等离子烧结(spark plasma sintering,SPS)两种烧结方法制备的BPO 4微波介质陶瓷㊂BPO 4是具有方石英结构的超低介电陶瓷,BPO 4具有类似SiO 2衍生物结构,顶点共享四面体网络的开放晶体结构使填充分数降低,分子摩尔体积增加,使介电常数进一步降低㊂研究发现固相烧结会降低BPO 4的性能,由于样品是多孔结构,在高温下晶粒收缩严重并发生升华,温度的升高导致孔隙变大,产生巨大损失,升温到1200ħ时,BPO 4最高相对密度仅为74.6%㊂用放电等离子烧结方法制备的BPO 4陶瓷在烧结期间产生的脉冲电流对等离子体施加压力,产生的影响会改变烧结时间和降低烧结温度,在1000ħ下制备的BPO 4陶瓷的相对密度为92.7%,但B 2O 3会降低BPO 4陶瓷熔点,样品在较高温度下可能发生熔融,使样品烧结失败㊂BPO 4在1200ħ固态烧结下介电常数为3.38,品质因数为18200GHz,温度系数为-42.8ppm /ħ㊂采用放电等离子烧结方式1000ħ烧结,介电常数为4.20,品质因数为4000GHz,温度系数为-20.7ppm /ħ㊂使用改进的谐振腔方法评估介电常数和品质因数在4.6~14.6GHz 的频率依赖性,结果如图2所示,可知介电常数在4.6~14.6GHz 较为稳定㊂主要微波频率下的离子和电子位移极化通常决定了介电常数的大小,而这两者对频率几乎没有依赖㊂低温烧结和快速烧结抑制了晶粒的生长,导致SPS 样品的晶粒尺寸明显小于1200ħ烧结的SSS 样品的晶粒尺寸,如图3所示,进而得出放电等离子烧结方式下品质因数远小于固态烧结方式下品质因数的结论㊂图2㊀固相烧结和放电等离子烧结样品在不同频率下εr 和Q f 变化趋势[15]Fig.2㊀εr and Q f change trend of solid state sintering and spark plasma sintering samples at different frequencies [15]随着频率从4.6GHz 增加到14.6GHz,两种烧结方式下样品的品质因数都增加了近7倍㊂在微波介质陶瓷中,非本征介电损耗是非常正常的,这与微结构缺陷有关㊂外部介电损耗通常与频率不成正比,导致品质因数与频率相关[16-17]㊂因此,外部因素的影响可以通过品质因数的频率依赖程度估计㊂与典型的微波介1028㊀陶㊀瓷硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷质陶瓷相比,目前BPO 4陶瓷的品质因数表现出更强的频率依赖性,如图2所示㊂结构上若能进一步改善,品质因数的频率依赖性有望得到抑制,BPO 4陶瓷的品质因数将有巨大的改善空间㊂图3㊀在1100㊁1200ħ下固态烧结的BPO 4陶瓷(SSS 样品)和1000ħ下放电等离子烧结的BPO 4陶瓷(SPS 样品)断裂表面的SEM 照片[15]Fig.3㊀SEM images of fractured surfaces of BPO 4ceramics (SSS samples)solid state sintered at 1100,1200ħ,and BPO 4ceramics (SPS sample)spark plasma sintered at 1000ħ[15]材料研究需了解材料的组成㊁合成㊁性能间的相互作用关系,对比两种烧结样品可知固相烧结样品收缩明显㊂在多价金属磷酸盐稳定性的研究过程中发现其在高温下会发生解离,氧化磷转化为蒸汽㊂故烧结过程中样品会升华,导致孔隙变大,孔隙数减少,进而相对密度降低,性能变差,若出现熔融,将导致样品烧结失败㊂采用放电等离子烧结方式制备的陶瓷样品因其烧结特性使制备时间缩短,从而使晶粒生长受到抑制,进而使样品内部晶粒均匀性能优异㊂对这一类磷酸盐陶瓷性能的总结见表2,可得到一种材料通过不同烧结方式会表现出不同性能的结论㊂表2㊀正磷酸盐微波介质陶瓷分类Table 2㊀Classification of orthophosphate microwave dielectric ceramicsRaw material Temperature /ħSintering style εr Q f /GHz τf /(ppm㊃ħ-1)Reference LiMgPO 4825SSS 5.1824076[9]BPO 41200SSS 3.3818200-42.8[15]BPO 41000SPS 4.204000∗(5.9)~4000∗(6.9)-20.7[15]1.4㊀AB 2PO 6(AB 2(PO 4)O 2)对于AB 2PO 6(AB 2(PO 4)O 2)体系,A 为+3价阳离子,B 为+2价阳离子,目前主要研究BiB 2PO 6系列㊂结构上BiZn 2PO 6的三维结构属于正交晶系,Bi 原子以共价键的形式与四个O 原子相连,形成一个[BiO 4]方形金字塔,[PO 4]四面体相互独立㊂Zhang 等[18]发现在725ħ下烧结的BiZn 2PO 6陶瓷具有最好的性能,介电常数为13.269,品质因数为18030GHz,温度系数为-18.9ppm /ħ,超过725ħ时品质因数降低,BiZn 2PO 6的品质因数与晶体内部结构有关,当温度升高时样品体积收缩导致密度增加,晶体内部空隙减小使样品测试的性能增加,当温度超过临界点时晶粒形貌会发生不规则变化,导致陶瓷的性能降低,在合适的烧结温度范围内样品具有良好的致密性和完整的晶粒形貌,如图4所示,性能不会降低,因此许多样品在测量时性能会表现出随着温度升高先提高后降低的趋势㊂由此可知温度所导致的结构变化也会改变陶瓷的性能㊂晶格能与晶体内部键能的大小也对品质因数有重要影响㊂BiZn 2PO 6陶瓷的温度系数对烧结温度不敏感㊂由此可知在低温条件下获得的BiZn 2PO 6陶瓷具有优异的致密性㊂BiZn 2PO 6陶瓷的键类型㊁键长㊁晶格能如表3所示㊂通过表3可知P O 键的离子性和晶格能都要大于其他键,表明P O 键对BiZn 2PO 6化合物的介电常数更为重要㊂第3期温红娟等:低介电常数磷酸盐微波介质陶瓷的研究进展1029㊀图4㊀不同温度烧结的BiZn 2PO 6陶瓷的SEM 照片[18]Fig.4㊀SEM images of BiZn 2PO 6ceramics sintered at different temperatures [18]表3㊀BiZn 2PO 6陶瓷的键类型㊁键长㊁晶格能[18]Table 3㊀Bond type ,bond length and lattice energy of BiZn 2PO 6ceramics [18]AtomBond type Bond length /ÅLattice energy /(kJ㊃mol -1)Average lattice energy /(kJ㊃mol -1)Bi Bi O(1)1 2.340ˑ22028Bi O(1)2 2.301ˑ22055Bi O(3) 3.063ˑ21645Bi O(4) 2.940ˑ117221862.5Zn(1)Zn(1) O(1) 1.970ˑ21537Zn(1) O(2) 2.084ˑ21467Zn(1) O(4) 2.050ˑ114321478.7Zn(2)Zn(2) O(1) 1.970ˑ21537Zn(2) O(2) 2.016ˑ21505Zn(2) O(3) 2.116ˑ114281490.0P P O(2) 1.557ˑ25189P O(3) 1.443ˑ16296P O(4) 1.430ˑ168346106.3Hao 等[19]研究了BiCu 2PO 6陶瓷,BiCu 2PO 6陶瓷的密度为6.481g /cm 3,结构上与BiZn 2PO 6同属于正交晶系,研究发现BiCu 2O 6的致密度随温度提升表现出上涨趋势,并在860ħ时达到最大值98.2%,介电常数为16.04,品质因数为39110GHz,温度系数为-59ppm /ħ㊂由于晶粒劣化,介电常数通常在熔化前略有降低,随温度升高呈先增大后减小的趋势㊂可见AB 2PO 6系列的磷酸盐介电常数偏高㊂通过对BiZn 2PO 6研究发现温度系数受内部因素和外部因素影响,内部因素主要为晶格振动,表现为不同元素间的化学键晶格能,晶格能越高,品质因数越大㊂如表3所示,P O 键的平均晶格能远高于其他类型的化学键,因此P O 键贡献了BiZn 2PO 6和BiCu 2PO 6陶瓷的大部分晶格能㊂可知品质因数会受到化学键影响,对BiCu 2PO 6研究发现进行离子取代试验中离子半径越小越难被取代㊂1030㊀陶㊀瓷硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷2㊀P2O7系列2.1㊀A2P2O7(ABP2O7)磷酸盐陶瓷除了正磷酸盐(PO4)系列还有焦磷酸盐(P2O7)系列,常见的P2O7系低介电常数微波介质陶瓷有A2P2O7(A=Ca㊁Ba㊁Co)与ABP2O7(A=Ca㊁Sr㊁Ba;B=Zn㊁Cu),当下A2P2O7系列是研究员的主要研究对象㊂Chen等[20]研究发现结构上Co2P2O7中的磷与氧原子呈四面体配位,构成[P2O7]多面体,双四面体[P2O7]包含P O P和O P O自由基,对电介质性能产生影响㊂在1130㊁1150㊁1170ħ制备的陶瓷对应品质因数为29120㊁32820㊁33320GHz,研究发现这是由于不同温度下晶粒尺寸不同导致密度变化,最终引起品质因数的变化㊂通过设置不同温度梯度得出最佳制备温度为1160ħ,此时性能具体为:介电常数为6.76,品质因数为36400GHz,温度系数为-23.9ppm/ħ㊂纯相BaZnP2O7属于P-1三斜晶系结晶,其中Ba和Zn原子分别与9个和5个O原子配位,形成[BaO9]和[ZnO5]多面体㊂P原子显示出两个不同的晶体学位点,即P1和P2㊂P原子与氧四面体配位,形成完整的[PO4]四面体,P O键长度在1.492~1.607㊂[P1O4]和[P2O4]四面体通过共角O原子构成双四面体[P2O7]㊂Chen等[21]在870ħ下固相烧结4h得到介电常数为8.23㊁品质因数为56170GHz㊁温度系数为-28.7ppm/ħ的BaZnP2O7陶瓷㊂为了研究Sr的含量变化对Sr2P2O7陶瓷微波性能的影响,Guo等[22]最初在固相法制备Sr2P2O7时将原料中Sr/P(摩尔比)设置为1,此时粉末呈纯α-Sr2P2O7相㊂随着比例改变,正磷酸盐Sr3(PO4)2相的含量也同Sr/P增加而增加㊂当Sr/P小于0.060时,样品为(1-x)Sr2P2O7-x Sr3(PO4)2㊂当Sr/P为0.060时,在1125ħ烧结温度下获得良好的介电性能:介电常数为7.9,品质因数为17200GHz(在9.9GHz时)和温度系数为2.09ppm/ħ㊂Sr3(PO4)2的理论密度(4.530g/cm3)高于Sr2P2O7(3.675g/cm3),当Sr3(PO4)2相含量增加时,样品体积密度增长,导致性能改变㊂正磷酸盐体系和焦磷酸盐体系的低介电常数主要是由于P O键的共价性质,α-Sr3(PO4)2相的共价键数比焦磷酸盐相α-Sr2P2O7的共价键数少,故具有更大的介电常数,当Sr3(PO4)2含量增加时,陶瓷介电常数增加,温度系数增加㊂故当原料中Sr/P大于1时,可得到Sr2P2O7和Sr3(PO4)2混合相㊂2.2㊀AP2O7为了研究锰掺杂对TiP2O7微观结构和性能的影响㊂Wang等[23-24]对Mn掺入TiP2O7的浓度进行了实验,研究发现掺杂一定量的Mn可以减少(TiO)2P2O7杂质相出现,但会导致Mn0.5Ti2(PO4)3第二相型的出现,其数量随着Mn掺杂浓度的增加而增加㊂掺杂样品中这种含Mn2+的杂质相的出现可以解释为Mn的多价态的存在,Mn对Ti的取代受扩散过程控制,仅发生在Mn0.5Ti2(PO4)3中及其相邻的基体相,它们的组成可以确定为Mn0.5Ti2-x Mn y(PO4)3和Ti1-x Mn x P2O7㊂Mn在基体晶粒内的分布是不均匀的,其浓度随Mn0.5Ti2-x Mn y(PO4)3和TiP2O7基体相与晶界距离的增加而降低,孔隙率随着Mn掺杂量的增加而降低,介电常数和品质因数随着少量Mn掺杂显著提高㊂在1200ħ的空气中烧结2h后介电常数为14,品质因数为87304GHz,温度系数为19ppm/ħ,与空气中烧结相比,在氧气下烧结的Mn0.5Ti2-x Mn y(PO4)3杂质相明显减少,但对介电性能影响不大㊂表4㊀焦磷酸盐微波介质陶瓷的介电性能Table4㊀Dielectric properties of pyrophosphate microwave dielectric ceramics Raw material Temperature/ħεr Q f/GHzτf/(ppm㊃ħ-1)RefereneCo2P2O71160 6.7636400-23.9[20]BaZnP2O78708.2356170-28.7[21]Sr2P2O711257.917200 2.09[22](TiO)2P2O71200148730419[23]常见焦磷酸盐微波介质陶瓷的介电性能见表4,对比正磷酸盐和焦磷酸盐性能不难发现,焦磷酸盐的烧结温度与介电常数相对正磷酸盐要高,但焦磷酸盐在品质因数与温度系数上优于正磷酸盐㊂实际应用中可第3期温红娟等:低介电常数磷酸盐微波介质陶瓷的研究进展1031㊀根据不同需求选择对应的陶瓷㊂3㊀PO 4陶瓷的掺杂目前单相磷酸盐陶瓷的介电常数通常低于15,品质因数大于20000GHz,温度系数范围在-100~+100ppm /ħ㊂A /B 位离子掺杂使品质因数提高,介电常数降低㊂因此近年来研究者对离子置换进行了大量研究,使磷酸盐陶瓷的性能进一步提高㊂Peng 等[25]研究了Ni 2+㊁Co 2+㊁Mn 2+对LiZnPO 4陶瓷进行取代后样品的介电性能㊂在LiZnPO 4中掺入MnO 2探究性能变化,得到LiZnPO 4(LZP)和磷酸锂锰(LiMnPO 4,LMP)陶瓷的结构,如图5所示㊂图5㊀(a)LZP 陶瓷原始模型;(b),(c)Mn 2+取代[ZnO 4]四面体前后示意图;(d)LMP 陶瓷原始模型;(e),(f)Zn 2+取代[MnO 8]八面体前后示意图[25]Fig.5㊀(a)Primitive cell of LZP ceramics;(b),(c)schematic diagram of [ZnO 4]tetrahedron before and after Mn 2+substitution;(d)primitive cell of LMP ceramics;(e),(f)schematic diagram of [MnO 8]octahedron before and after Zn 2+substitution [25]通过掺杂适量Mn 2+,复合陶瓷的介电常数小幅度增加,品质因数增大,温度系数变化较小㊂通过加入Co 2+,陶瓷各项性能略微增加㊂掺杂适量的Ni 2+后复合陶瓷介电常数小幅度上升,品质因数增大,温度系数略微增大㊂同理适量的Mn 2+㊁Co 2+㊁Ni 2+添加可以改善LZP 陶瓷的致密化,降低烧结温度[26-28]㊂在LZP 陶瓷中加入LMP 陶瓷是提高烧结致密化水平和介电性能的有效方法,具体细节见表5㊂表5㊀B 位掺杂LiZnPO 4陶瓷的微波性能Table 5㊀Microwave properties of B-site doped LiZnPO 4ceramicsRaw material Temperature /ħεr Q f /GHz τf /(ppm㊃ħ-1)Reference LiZnPO 4850 5.328496-80.4[25]Li(Zn 0.96Mn 0.04)PO 4825 5.5875031-80.3[26]Li(Zn 0.93Co 0.07)PO 4850 5.4535687-76.8[27]Li(Zn 0.98Ni 0.02)PO 4825 5.5763951-79.5[28]随着Zn 2+逐渐被Mn 2+取代,[ZnO 4]四面体和[MnO 8]八面体的微观结构特征包括配位数㊁电子密度㊁键长和键布居数发生了变化㊂对离子取代前后键长和键布居数进行分析,发现属于[ZnO 4]四面体的阳离子几乎所有的键长都增加了,其所有键布居数都减少了㊂对于[MnO 8]八面体的变化,一半的键长值随着键布居数的减少而增加,另一半则随着键布居数的减少而减小㊂键布居数的减少对应于阳离子和氧离子之间共价性的减弱,而键布居数的增加对应于共价性的增强㊂Shi 等[12]详细研究了LZP 陶瓷的结构与性能之间的关1032㊀陶㊀瓷硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷系,发现当拉曼位移(振动频率)随着烧结温度的升高而增强时,P O键的能量增加,键长相应减少,键长越短,键能越大㊂而拉曼位移的增加意味着P O键长度减少㊂较长的键长使极化更容易,进而导致介电常数升高㊂故得出随烧结温度提高,P O键长增加,介电常数也增大,而介电常数与拉曼位移呈负相关㊂品质因数与半峰全宽值成反比,但与填充率成正比㊂Dong等[27]在制备LiMgPO4中用Ni2+取代Mg2+,生成Li(Mg1-x Ni x)PO4㊂LiMgPO4具有正交橄榄石型结构,由于掺入较小的Ni2+代替Mg2+,Li(Mg1-x Ni x)PO4陶瓷的晶胞体积逐渐变小㊂在进行烧结试验中发现Ni2+取代Mg2+可降低陶瓷烧结温度㊂由于锂离子高温易挥发,故向LiMgPO4里加过量锂元素补充,950ħ下陶瓷的介电性能为:介电常数为6.6,品质因数为79100GHz,温度系数为-55ppm/ħ㊂掺杂Ni2+后, LiMg0.95Ni0.05PO4陶瓷在875ħ下烧结2h,可达到97.1%的最大相对密度,此时显示εr=6.91,Q f=98600GHz,τf=-55.3ppm/ħ㊂在制备LiMgPO4中用Co2+取代Mg2+,LiMg0.95Co0.05PO4在875ħ下烧结的样品密度最高,品质因数的变化趋势与相对密度的变化趋势相似㊂在875ħ下烧结后,LiMg0.95Co0.05PO4的最大品质因数为111200GHz,介电常数为6.97,温度系数为53.8ppm/ħ,根据Li(Mg1-x Co x)PO4陶瓷的致密化和介电性能的结果,得出Co2+取代Mg2+可以降低烧结温度并提高品质因数的结论[26-32]㊂在875ħ下LiMg0.95Co0.05PO4的最大品质因数为111200GHz,并且复合陶瓷通常不会和银制的电极材料发生反应㊂故LiMgPO4是LTCC候选材料㊂Zhang等[11]采用固相反应法合成了具有正交橄榄石结构的新型低烧成微波介质陶瓷LiMg1-x A x PO4(A=Mn㊁Ca,0.02<x<0.08)㊂理论上,Mn2+半径小于Mg2+,单位体积随Mn2+含量的增加而减小㊂但理论分析与实验结果有出入,原因是Mn2+的电负性大于Mg2+㊂Mn2+与O2-的电负性低于Mg2+和O2-的电负性,导致Mn O的键长大于Mg O,因此掺入适量的Mn2+会使性能发生变化㊂随着Mn2+增加,Li(Mg1-x Mn x)PO4的品质因数快速上升,在875ħ后下降㊂Li(Mg1-x Ca x)PO4陶瓷的品质因数表现出与Li(Mg1-x Mn x)PO4陶瓷相同的变化趋势㊂由于样品致密化的恶化,品质因数的巅峰是在800ħ,随温度升高品质因数降低㊂LiMgPO4陶瓷中Ca2+的溶解极限为x=0.06㊂由于第二相的存在,当温度超过875ħ,x>0.06时Li(Mg1-x Ca x)PO4的品质因数下降㊂陶瓷的温度系数随离子取代度的增加变化范围不是特别明显,这意味着Mn2+和Ca2+对LiMgPO4陶瓷温度系数的影响不大,综合情况见表6㊂表6㊀B位掺杂LiMgPO4陶瓷的微波性能Table6㊀Microwave properties of B-doped LiMgPO4ceramicsRaw material Temperature/ħεr Q f/GHzτf/(ppm㊃ħ-1)ReferenceLi(Mg0.95Ni0.05)PO4875 6.9198600-55.3[27]Li(Mg0.95Co0.05)PO4875 6.97111200-53.8[28]Li(Mg0.92Mn0.08)PO4875 6.3471412-57.4[11]Li(Mg0.92Ca0.08)PO4875 6.8171223-51.4[11]由于离子取代键长和键布居数变化,烧结陶瓷性能改变㊂并且离子间的键能量增加,键长相应减小,振动频率与键能成正比,键长较长则易极化,使介电常数增大,故振动频率与介电常数成反比㊂4㊀PO4陶瓷的复合由于部分磷酸盐陶瓷温度系数过低,研究员通过添加材料改变原料配比替换样品内部A/B位离子来改变性能,也可通过复合其他具有特殊性能的陶瓷弥补自身缺陷来提高某些性能㊂为了研究了LiZnPO4陶瓷应用于LTCC领域的可行性,Xia等[33-35]在实验中发现850ħ下LiZnPO4能达到最大品质因数,此时品质因数为28496GHz,温度系数为-80.4ppm/ħ,由于LiZnPO4温度系数较低且TiO2有较高的温度系数,因此Xia等加入TiO2平衡数值㊂在研究不同比例下TiO2掺杂对陶瓷性能影响的过程中发现掺杂0.17(体积分数)TiO2的LiZnPO4在950ħ下烧结4h后的介电常数为10.0,品质因数为10025GHz,温度系数为1.6ppm/ħ㊂TiO2和LiZnPO4晶体结构的巨大差异和良好稳定性抑制了LiZnPO4和TiO2之间的化学反应,掺杂后性能的变化如表7所示㊂添加TiO2的LiZnPO4陶瓷与银电极有良好的兼容性,因此LiZnPO4-TiO2复合陶瓷在LTCC领域应用前景较为广泛㊂第3期温红娟等:低介电常数磷酸盐微波介质陶瓷的研究进展1033㊀表7㊀不同TiO 2体积分数的LiZnPO 4-TiO 2材料在850ħ下燃烧4h 后的微波性能[33]Table 7㊀Microwave properties of LiZnPO 4-TiO 2materials with different TiO 2volume fractionafter burning at 850ħfor 4h [33]Volume fraction of TiO 2εr Q f /GHz τf /(ppm㊃ħ-1)0 5.528496-80.20.148.313844-24.00.158.811769-21.50.1710.010025 1.60.1910.7100527.80.2110.91073824.3㊀㊀Guo 等[36]研究了(1-x )SrZn 2(PO 4)2-x TiO 2复合微波介质陶瓷,发现在整个x 值范围内,只能获得SrZn 2(PO 4)2和TiO 2两相,并且在合适的烧结温度下,所有成分都可以获得较高的相对密度㊂在相组成比的变化过程中,介电常数涨幅较小,温度系数变化较宽㊂在含有混合金属离子的正磷酸盐中,AZn 2(PO 4)2(A =Sr㊁Ba)在结构上可归类为硅酸盐长石族,其中A 位元素对使用相同制备路线获得的这些相的晶体结构有明显的影响㊂在SrZn 2(PO 4)2的晶体结构中,四氧配位锌和磷四面体构成了一个三维网络,形成了一个由锶原子在中心的包围网络伪层结构㊂其中Sr 2+和Zn 2+虽然具有较高活性但被氧多面体包围,导致烧结过程反应较慢,这体现了SrZn 2(PO 4)2晶体结构中良好的相位可调性,可改善介电性能㊂掺杂后复合磷酸盐性能随温度和掺杂浓度的变化如图6所示㊂图6㊀不同烧结温度下样品εr ㊁Q f 与τf 随掺杂浓度的变化[36]Fig.6㊀Changes of εr ,Q f and τf of samples with doping concentration at different sintering temperatures [36]在磷酸盐复合陶瓷中,由于采用了较高的TiO 2含量,晶粒的过度生长会在一定程度上受到抑制㊂当采用合适的烧结温度时,通过将两种成分组合在一起,可以获得较高的相对密度㊂在较低的烧结温度下,TiO 2含量较低(x <0.3)的陶瓷中介电常数差异不明显,含TiO 2多的陶瓷高温下介电常数随着TiO 2含量的增加而不断增加[37-39],不足是品质因数会有一定的降低,优点是改进了温度系数,使性能更加稳定㊂因此选择合适的第二项进行掺杂是未来的一个研究方向㊂Wang 等[40]对Ba 3(PO 4)2-BaWO 4复合陶瓷进行了研究,发现Ba 3(PO 4)2和BaWO 4在1100ħ下烧结2h 后共存,介电常数和温度系数随BaWO 4含量增加而降低㊂随x 增加,(1-x )Ba 3(PO 4)2-x BaWO 4复合陶瓷的性能变化如图7所示㊂综合图7(a)~(d)可知在x =0.2,温度为1100ħ时性能最好,其中介电常数随着BaWO 4含量的增加缓慢降低㊂Ba 3(PO 4)2的温度系数为正数,BaWO 4的温度系数为负数,随着BaWO 4含量增加,样品温度系数逐渐接近0㊂此处介绍了常见的两种复合类型㊂第一种是TiO 2复合调节温度系数,常见于一些温度系数负值过高的微波介质陶瓷材料的应用,但同时也会对材料本身品质因数和介电常数造成影响,因此可根据实践需要,调整合适的配比㊂未来研究方向为:在稳定温度系数的基础上,尝试将介电常数和品质因数的性能影响降至最。

微波介质陶瓷产业体系发展研究

微波介质陶瓷产业体系发展研究目录一、内容描述 (2)1. 研究背景与意义 (3)2. 国内外研究现状及发展趋势 (4)3. 研究内容与方法 (5)二、微波介质陶瓷概述 (6)1. 微波介质陶瓷定义及特性 (7)2. 微波介质陶瓷的分类 (8)3. 微波介质陶瓷的应用领域 (9)三、微波介质陶瓷产业现状分析 (10)1. 全球微波介质陶瓷产业发展概况 (11)2. 中国微波介质陶瓷产业发展现状 (12)3. 产业链结构分析 (13)4. 市场竞争格局及主要企业 (15)四、微波介质陶瓷产业技术进展及创新 (16)1. 工艺技术进展 (17)2. 材料技术进展与创新 (19)3. 设备技术进展及智能化改造 (20)4. 未来技术创新趋势预测 (21)五、微波介质陶瓷产业市场分析及预测 (22)1. 市场规模及增长趋势分析 (23)2. 市场需求分析 (25)3. 竞争格局及主要客户群体 (26)4. 未来市场发展趋势预测及挑战分析 (27)六、微波介质陶瓷产业发展策略与建议 (28)1. 产业政策及法规建议 (30)2. 技术创新策略建议 (31)3. 产业布局与结构调整建议 (32)4. 人才培养与团队建设建议 (34)一、内容描述微波介质陶瓷产业概述：首先，对微波介质陶瓷产业的概念、特点、分类和发展历程进行梳理，明确微波介质陶瓷产业在国民经济中的地位和作用。

微波介质陶瓷产业现状分析：通过对我国微波介质陶瓷产业的规模、结构、技术水平、市场需求等方面的调查和分析，揭示微波介质陶瓷产业的发展现状和存在的问题。

微波介质陶瓷产业发展规律研究：运用经济学、管理学等多学科的理论方法，对微波介质陶瓷产业的发展规律进行深入探讨，为产业政策制定提供依据。

微波介质陶瓷产业发展策略研究：根据微波介质陶瓷产业的现状和发展趋势，提出相应的产业发展策略，包括产业结构调整、技术创新、市场拓展、人才培养等方面。

微波介质陶瓷产业政策建议：针对微波介质陶瓷产业发展中存在的问题和挑战，提出一系列政策建议，以促进微波介质陶瓷产业的健康、可持续发展。

微波介质陶瓷材料应用现状及其研究方向

微波介质陶瓷材料应用现状及其研究方向马调调【摘要】微波介质陶瓷作为一种新型电子材料,在现代通信中被用作谐振器、滤波器、介质基片、介质天线、介质导波回路等,广泛应用于微波技术的许多领域,如移动通讯、卫星通讯和军用雷达等.随着科学技术日新月异的发展,通信信息量的迅猛增加,以及人们对无线通信的要求,使用卫星通讯和卫星直播电视等微波通信系统己成为当前通信技术发展的必然趋势,这就使得微波材料在民用方面的需求逐渐增多,如手机、汽车电话、蜂窝无绳电话等移动通信和卫星直播电视等新的应用装置.笔者综述了国内外微波介质陶瓷的应用现状,阐明微波介质陶瓷材料应用中存在的问题,指明微波陶瓷材料今后的研究方向.【期刊名称】《陶瓷》【年(卷),期】2019(000)004【总页数】11页(P13-23)【关键词】微波介质陶瓷;微波材料;应用现状;存在问题;研究方向【作者】马调调【作者单位】榆林市天然气化工有限责任公司陕西榆林 718100【正文语种】中文【中图分类】TQ174前言陶瓷的发展史是人类文明史的一个缩影，现代人在研究古代历史的时候，各个时期留存下来的陶瓷便是最有价值的线索。

当陶瓷这一古老的工艺发展成陶瓷科学的时候，她便成了对我们生活能产生重大影响的一门学科。

近半个多世纪以来，随着陶瓷材料的研究和开发，在与人类生活息息相关的各个领域，如电子、通讯、能源、交通、宇宙探索和国家安全等，都能找到陶瓷的身影。

可以说现代人的生活离不开陶瓷，陶瓷的进步给人类带来的是生活方式的日新月异。

微波介质陶瓷是近二十多年来发展起来的一种新型的功能陶瓷材料。

它是指应用于微波频率(主要是300 MHz～30 GHz 频段)电路中作为介质材料并完成一种或多种功能的陶瓷材料，是制造微波介质滤波器和谐振器的关键材料。

它具有高介电常数、低介电损耗、温度系数小等优良性能，适用于制造多种微波元器件，能满足微波电路小型化、集成化、高可靠性和低成本的要求。

近年来，由于微波通信事业的迅速发展，卫星通信、汽车电话和便携式电话等移动通信领域对小型化、高性能化的微波电路和微波器件的需求量日益增加，更高频带的利用也在计划之中。

2024年微波介质陶瓷元器件市场前景分析

2024年微波介质陶瓷元器件市场前景分析引言随着通信技术的快速发展，微波介质陶瓷元器件作为无线通信系统中不可或缺的组成部分，对于实现高频传输、射频信号处理和微波能量转换等功能起到至关重要的作用。

本文将对微波介质陶瓷元器件市场前景进行分析，并探讨其发展趋势。

市场现状当前，微波介质陶瓷元器件市场呈现出快速增长的趋势。

主要原因是通信技术的迅猛发展，5G的崛起以及物联网的普及，对高频传输和信号处理能力提出了更高的要求。

微波介质陶瓷元器件作为满足这些需求的核心技术，市场需求呈现出爆发式增长。

市场驱动因素1.5G技术的商用化：5G技术的快速发展在促进微波介质陶瓷元器件市场的增长起到了重要的推动作用。

5G网络对高频传输、信号处理和微波能量转换的要求更高，因此对微波介质陶瓷元器件的需求也更加旺盛。

2.物联网的蓬勃发展：物联网的发展创造了大量的智能设备，这些设备需要进行高频通信和射频信号处理。

微波介质陶瓷元器件作为实现这些功能的关键部件，随着物联网的普及，市场需求将得到进一步提升。

3.军事与国防领域的需求：微波介质陶瓷元器件在军事与国防领域有着广泛的应用，如雷达、导弹制导系统、通信系统等。

随着国家对军事技术的不断升级，对高性能微波介质陶瓷元器件的需求也将持续增长。

市场前景1.技术升级与创新：随着通信技术的快速发展，微波介质陶瓷元器件市场将面临技术升级与创新的挑战。

在满足更高频率、更低损耗、更高可靠性要求的同时，陶瓷材料的研发和工艺的改进将成为关键。

2.市场竞争格局：微波介质陶瓷元器件市场竞争激烈，主要厂商之间的技术水平差距较小。

市场竞争主要体现在产品质量、价格、售后服务等方面。

在面对这样的竞争格局下，厂商需要加大研发投入，提高产品质量和技术水平，拓宽应用领域，以获取更大的市场份额。

3.产业链合作与创新：微波介质陶瓷元器件的生产涉及到多个环节，包括材料供应、加工制造、设备集成等。

在市场快速发展的背景下，各环节之间的产业链合作与创新将成为行业发展的重要推动力。

低温共烧微波介质陶瓷及其器件的研究进展

Additive*
Sintering condition
εr τf×106/℃－1 Q× f/GHz Reference
0.1%CuO–0.4%V2O5, in mass
960℃ 43–44 6.8 20 400
[2–3]
ZnO–B2O3
920℃ for 4 h 41
13 500
[4]
0.4%B2O3 , in mass
20.6
–2.4
10 420
[13]
MgTiO3
6%(CuO–Bi2O3–V2O5)
900 (2 h)
18.1
–57
20 300
பைடு நூலகம்
[14]
MgTiO3–CaTiO3
70%RO–SiO2–B2O3 (R=Zn, Ba) glass
900
8.5
8 800 [15–17]
MgTiO3–CaTiO3
10%Li–B–Si–O glass
摘要：评述了 BiNbO4，MO–TiO2(M=Mg，Zn，Ba)，AB2O6(A=Ba，Mg，Zn，B=Nb，Ta)，MO–SiO2(M=Ca，Mg，Zn)，CaO–Li2O–Nb2O5–TiO2， BaO–Ln2O3–TiO2 (Ln=Sm，Nd)等低温共烧(low-temperature co-fired ceramics，LTCC)微波介质陶瓷的结构及性能。讨论了微波介质陶瓷的降温方法、机制及其存在的问题，分析了 LTCC 微波介质陶瓷工艺特性。概述了滤波器、天线、谐振器等片式多层微波器件的研究进展。提出了 LTCC 微波介质陶瓷及其器件的今后的研究方向。
关键词：微波介质陶瓷；微波器件；低温共烧陶瓷；介电性能；综述中图法分类号：TQ174 文献标识码：A 文章编号：0454–5648(2008)06–0866–11

AB2O4型尖晶石结构微波介质陶瓷研究进展

AB2O4型尖晶石结构微波介质陶瓷研究进展方亮;李威;闻望喜;孙宜华;李纯纯【摘要】AnB2nO4n(n=1,2,3)系列尖晶石陶瓷普遍具有高的品质因数、可调的介电常数和谐振频率温度系数,并与Ag电极具有良好的化学共容性,是极有可能应用在低温共烧陶瓷上的一类微波介质陶瓷.介绍了尖晶石陶瓷的晶体结构,总结了不同n取值陶瓷的微波介电性能及其调控,讨论了Li元素进入尖晶石晶格后离子分布的演变,并重点讨论Li基尖晶石陶瓷的烧结温度和微波介电性能,以及离子取代对其性能的调节.另外,还尝试改变一些代表性陶瓷的成分以获得更好的综合微波介电性能.具体的方法包括形成固溶体和第二相,以及非化学计量比调节.最后,对Li基尖晶石结构微波介质陶瓷工业化应用进行了展望.%AnB2nO4n (n = 1, 2, 3) spinel ceramics are good microwave dielectric materials with high quality factor, tunable permittivity and temperature coefficient of resonance frequency, and chemical compatibility with silver, which makes them potential candidates for low temperature co-fired ceramic (LTCC) application. The crystal structure of spinel ceramics is introduced and the microwave dielectric properties of spinel ceramics with different n values are summarized. The evolution of cation distributions is discussed as Li element is introduced into the spinel lattice, and it is focused on the sintering temperature (S.T.) and microwave dielectric properties of Li-based spinel ceramics and their properties adjustment by the ion substitution. Furthermore, the components of some candidates are modified to achieve better combination of microwave dielectric properties. The specific methods include formation of solid solution and second phase,and non-stoichiometric adjustment. In the end, the possibility of Li-based spinel ceramics is evaluated for practical application.【期刊名称】《电子元件与材料》【年(卷),期】2017(036)005【总页数】6页(P1-5,11)【关键词】微波介质陶瓷;AnB2nO4n;综述;尖晶石结构;低温共烧陶瓷;调整【作者】方亮;李威;闻望喜;孙宜华;李纯纯【作者单位】桂林理工大学材料科学与工程学院,广西有色金属及特色材料加工省部共建国家重点实验室培育基地,广西桂林 541000;三峡大学材料与化工学院,湖北宜昌 443000;桂林理工大学材料科学与工程学院,广西有色金属及特色材料加工省部共建国家重点实验室培育基地,广西桂林 541000;三峡大学材料与化工学院,湖北宜昌 443000;三峡大学材料与化工学院,湖北宜昌 443000;三峡大学材料与化工学院,湖北宜昌 443000;桂林理工大学材料科学与工程学院,广西有色金属及特色材料加工省部共建国家重点实验室培育基地,广西桂林 541000;桂林理工大学信息科学与工程学院,广西桂林 541000【正文语种】中文【中图分类】TM28微波介质陶瓷是指应用在微波频段（300 MHz~30 GHz）作为介质材料并完成一种或多种功能的陶瓷。

微波介质陶瓷研究报告

微波介质陶瓷研究报告微波介质陶瓷是一种应用广泛的高性能陶瓷材料，其性能优异，可广泛应用于微波电子器件、高频电子玻璃等领域。

针对微波介质陶瓷的研究报告如下：一、微波介质陶瓷的基本概念微波介质陶瓷是一种用于制作微波电子器件的陶瓷材料，主要用于制作高性能陶瓷薄膜、陶瓷电容器、微波电子器件等。

其特点是介电常数高、损耗低、温度稳定性好、化学稳定性好等。

二、微波介质陶瓷的制备方法微波介质陶瓷的制备方法主要包括干燥压制、共烧法、化学气相沉积法、反应烧结法等。

其中，干燥压制方法是最常用的一种方法，通过将陶瓷粉末进行混合、干燥后压制成型，再进行烧结得到微波介质陶瓷材料。

三、微波介质陶瓷的性能要求微波介质陶瓷的性能要求主要包括介电常数、品质因数、温度系数、热膨胀系数等。

一般来说，介电常数越高、品质因数越大、温度系数越小、热膨胀系数越小，微波介质陶瓷的性能就越优异。

四、微波介质陶瓷的应用领域微波介质陶瓷的应用领域很广，包括微波天线、微波滤波器、微波隔离器、微波振荡器、微波天线等。

其中，微波滤波器是应用最为广泛的一种器件，其主要功能是将无用信号分离出来，只将需要的信号传输到下一个电路中。

五、微波介质陶瓷的发展趋势随着微波电子技术的发展，微波介质陶瓷材料的应用领域也在不断扩展。

未来，随着5G通信、人工智能等技术的不断发展，微波介质陶瓷材料的需求量也将会持续增长。

同时，人们对微波介质陶瓷材料性能的要求也会越来越高，因此，微波介质陶瓷材料的制备方法和性能要求也将不断创新和改进。

综上所述，微波介质陶瓷是一种应用广泛的高性能陶瓷材料，其制备方法和性能要求都需要进一步研究和改进。

未来，随着微波电子技术的发展和应用越来越广泛，微波介质陶瓷材料的市场前景也将会持续看好。