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1  微波介质陶瓷的发展与现状

远在20世纪30年代末，R。D。Richtmeyer就提出了将微波陶瓷材料用作微波电路的介质谐振器件的理论猜想［11］。1970年后，美国领先研究出了BaTi4O9陶瓷，接着又研发了极具实用价值的Ba2Ti9O20。从此，微波介质陶瓷得到迅速发展，微波技术设备开始向电路集成化、尺寸小型化、价值民用化的方向发展，世界上诸如英国、法国、美国、日本等许多国家开始大规模的研究和发展微波介质陶瓷材料。到如今，在世界各国科学家和学者的共同研究探索下，关于微波介质陶瓷的各类文献、技术愈来愈完善。目前，发展比较成熟的陶瓷体系有BaO-Ln2O3-TiO2系、复合钙钛矿系、铅基复合钙钛矿系、CaO-Li2O-Ln2O3-TiO2系Ba-TiO2系、（Zr,Sn）TiO4系、Bi2O3-Nb2O5系等［12］。和传统的谐振器比较，用微波介质陶瓷作为谐振器原材料拥有很多优势：体积较小、质量轻、温度稳定性高、与其它线路耦合简单等。在微波电路中的设计和制备过程中，结构器件或功能器件均可用微波介质陶瓷作为制作材料，比如微波电路中的支撑架、电容器、介质天线、介质波导、集成电路的基片、元件等。目前，比较具有实用价值的微波介质陶瓷主要有以下几种：86928

（1）高介微波介质陶瓷

此类陶瓷主要有BaO-Ln2O3-TiO2系、CaO-Li2O-Ln2O3-TiO2系，还有铅基复合钙钛矿系陶瓷，因为这三种体系的介质陶瓷均具备氧八面体的三维网状结构，正是这种稳定的三维网状结构导致其拥有较大的介电常数［13］。很多这类介质陶瓷（比如0。3CaTiO3-0。7Li1/2TiO3陶瓷，εr=114）介电常数可高达一百以上。尽管高介电常数十分有利实现缩小元器件尺寸，但对于提高元器件的综合介电性能却存在一些困难。这主要是因为，微波电路在传输信息的过程中，介电常数太高会增大对传输波道的信息干扰，产生噪声［14］。目前，随着微波电路的飞速发展，微波元器件的设计方案也在不断改变和完善，对于其高介电常数的要求也有所改变，又由于BaO-Ln2O3-TiO2等高介陶瓷烧结温度偏高，难以掌握、控制它的性能，因此，在更大范围内研究和使用高介微波陶瓷的可能性不大。论文网

（2）高频微波介质陶瓷

这类陶瓷最典型的代表性当为Ba(B1/3”B2/3”)O3，这里B’可以是Mg、Zn、Co、Ni、Mn等金属，而B=Nb、Ta。Ba(B1/3 B2/3)O3系陶瓷因为具有品质因数高、介电常数适中、谐振频率温度系数小的特点，常被用在微波的高频端［15］，如BMT即Ba(Mg1/3Ta2/3)O3。但是，由于大多数高频微波介质陶瓷烧结温度都比较高，难以烧结，虽然科学家们也有对其粉体工艺进行了改善，但温度效果并不理想。除此之外，高频微波介电陶瓷还面临着另一难题------降低其烧结温度时介电常数也受到影响，一般，介电常数会普遍降至20～40之间。因此，高频微波介质陶瓷的发展也具有较大的局限性。

（3）低温烧结微波陶瓷

根据烧结温度的大小，微波介质陶瓷可分为高温共烧陶瓷（HTCC）和低温共烧陶瓷（LTCC）两种。因具有高热导率、低热膨胀系数、低介电常数和低介质损耗、高机械强度等特点[16]，历经50多年的发展，高温共烧陶瓷（HTCC）已发展成熟，在高、中、低三个阶段介的电常数中都已实现了大量实用的HTCC体系和已成熟的生产化技术。然而，由于HTCC的烧结温度高于1300℃，远远超出Ag和Cu的熔点，在选择金属导体材料时较为局限，只能选用熔点高的Pt、Mo等贵重金属，生产成本太高；另外，研究新工艺降低其烧结温度时，其介电性能也会遭到破坏而降低，因此，区别于HTCC的低温共烧陶瓷（LTCC）技术应运而生。 (责任编辑：qin)