1。2。2 微波介质陶瓷的分类

在近半个世纪的发展中，微波介质陶瓷的研发日渐成熟起来，材料的分类方法也有许多，一般按其系统、介质特性和应用领域分类。目前普遍采用的是根据材料介电常数的大小或者其组成系统等两种方式分类。

按照介电常数的大小可以将微波介质陶瓷分为三类：低介微波介质陶瓷、中介微波介质陶瓷、高介微波介质陶瓷。下面对这三类陶瓷进行简单介绍。

( 1 ) 低介微波介质陶瓷

这类微波介质陶瓷的介电常数小于20。主要体系包括Al2O3系、Mg2SiO4系、Y2BaCuO5系Zn2SiO4系等[9]。它们主要用作微波器件的介质基板，以及电子器件的陶瓷封装和一些高端微波元器件中。这类陶瓷虽然介电常数相对较低，但其品质因数Q特别高，烧成温度较高，所以其材料制备有一定的困难[10]。而且实验处理过程中不恰当的行为会导致样品挥发，造成样品成分缺失和性能变化，影响实验结果。其烧结温度高保温时间长的特性更容易导致实验误差。

( 2 )  中介微波介质陶瓷

这类微波介质陶瓷的介电常数介于20到80之间。主要体系有BaO-TiO2系、（Zr，Sn）TiO4系、ZnO-Nb2O5-TiO2系、AB2O6系等[11]。主要使用于移动基站和卫星通信中。这类陶瓷介电常数适中，品质因素较高，稳定性较好[12]。但是这类陶瓷也同样存在一些问题，如有些体系晶相区相对狭窄，这样就很难获得较为纯净的样品，会影响其性能：还有些体系制备工艺比较复杂，难度较大，而此类陶瓷介电常数一般偏低，因此很难实现元件的小型化。

( 3 )  高介微波介质陶瓷

这类微波介质陶瓷的介电常数大于80。主要体系包括铅基钙钛矿系，BaO-Ln2O3-TiO2系、CaO-Li2O-R2O3-TiO2系等。主要用在手机及吉他一些微型数码产品中。这类陶瓷介电常数较大，品质因素较低。因此其综合性能较差，介电损耗相对较大。另外这类陶瓷谐振温度系数波动大，会增加元器件的不稳定性。

1。3 微波介质陶瓷的性能要求

微波介质陶瓷作为制造微波介质滤波器、谐振的关键材料，主要应用于移动通讯与全球定位系统等行业当中，因此，对于微波介质陶瓷的性能要求相对较高。为了保证获得高性能的微波介电陶瓷，必须保证该材料具有高介电常数、低介电损耗及高温度稳定性等性能，这些都是衡量微波介电陶瓷介电性能的重要参数。同时，微波元器件的尺寸大小与其所用介质材料的介电常数εr的平方根成反比，所以介电常数值越大，也就更容易达到元器件的便携化和小型化的要求；而为了使其获得低介电损耗的性能，就需要尽可能的降低材料的介电损耗，所以必须使其具有较高的品质因数；为了实现陶瓷的高稳定性和高效率等要求，需要尽可能的降低材料的谐振温度系数。因此，只要能够使以上的三个参数达到我们需要的程度，就能获得具有最佳性能的微波介质材料。

微波介质陶瓷性能主要指的是其介电性能，而决定其介电性能的主要是三个参数：介电常数εr、品质因素Q以及谐振频率温度系数τf。

( 1 )  介电常数εr   

  介电常数是一个用来衡量介质材料极化行为的物理量，其大小能够反映出材料极化的激烈程度。当对电介质施加外加电场时，电介质的电场强度会被激发产生的感应电荷削弱，这种现象叫做极化，材料内部的各种离子以及电荷会因为外加电场的作用发生极化行为。电介质材料的特征参数正是被这些极化行为所影响，包括介电常数、介电损耗以及温度系数等。

极化过程主要有三个过程，分别为电子位移极化、离子位移极化以及偶极子的取向极化，对极化过程起主要作用的是电介质的结构。