低温烧结微波介质陶瓷材料研究近年受移动通信事业的推动,发展非常迅速。为了满足微波器件设计对材料系列化的需要,迫切需要开发高介电常数且可用于不同叠层器件生产的低温烧结微波介质材料,改变当前仅有中低介电常数材料用于实际生产的现状。 在总结前人研究的基础上,以当前稳定性良好的Ba_6-3xLn_8+2xTi₁₈O₅₄（Ln为Sm、Nd、La等稀土元素）系高介电常数微波介质陶瓷作为基体材料进行低温化研究,其作为微波谐振器与滤波器的关键材料,在微波通讯技术中有着重要的应用。本文系统地论述了烧结条件、成分变化对Ba_6-3xNd_8+2xTi₁₈O₅₄高介电常数微波介质陶瓷的烧结性能、相组成及显微结构与微波介电性能之间地关系和目前已取得的低温化研究进展。在此基础上以Bi部分置换Nd的Ba₄(Nd_0.85Bi_0.15)_28/3Ti₁₈O₅₄微波介质陶瓷为主要研究对象。 本文研究了烧结助剂及成分变化对Ba₄(Nd_0.85Bi_0.15)_28/3Ti₁₈O₅₄陶瓷的烧结特性、微观结构和微波介电性能的影响。本文从烧结助剂引入方式、复合化和工艺过程两方面着手进行Ba₄(Nd_0.85Bi_0.15)_28/3Ti₁₈O₅₄陶瓷的低温化研究,采用的烧结助剂主要有BCC/BBS、BCC/ZnBiCu、PZBS,工艺过程改进主要体现在基体粉料的合成过程中直接引入低熔点化合物,有助于Ba₄(Nd_0.85Bi_0.15)_28/3Ti₁₈O₅₄陶瓷原料在较低的温度条件下析出主晶相,并可在较低的条件下烧结。 本文将上述的两种研究方案相结合进行了深入的研究,研究表明:在改进工艺过程的基础上添加复合烧结助剂可更有效降低Ba₄(Nd_0.85Bi_0.15)_28/3Ti₁₈O₅₄陶瓷的烧结温度并得到良好的介电性能,满足与银电极共烧的温度条件。BCC/BBS复合烧结助剂可使BNT陶瓷在890℃致密烧结,得到的最好的介电性能为:在4.2GHz,ε=63.8,Q×f=2253GHz,可实现与Ag电极共烧,制备成符合要求的滤波器;BBC/ZnBiCu复合烧结助剂可与BNT陶瓷形成固熔体,降低烧结温度并提高介电性能,此时,Ba₄(Nd_0.85Bi_0.15)_28/3Ti₁₈O₅₄陶瓷可在900℃致密烧结。固定添加ZnBiCu量为5wt%,x+y=3.5时,陶瓷的ε=70.63,Q×f=2189GHz。BBC/ZnBiCu复合烧结助剂可提高BNT陶瓷的介电常数,将BNT陶瓷的介电常数从63.9提高至73.45。