CaTiO3基微波介质陶瓷的频率温度稳定性*

沈 杰周 静 石国强 杨文才刘韩星 陈 文†

1)(武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室，武汉 430070)

2)(武汉理工大学特种功能材料技术教育部重点实验室，武汉 430070)

3)(武汉理工大学材料科学与工程学院，武汉 430070)

(2013年1月14日收到;2013年2月4日收到修改稿)

1 引言

微波介质陶瓷是谐振器、滤波器、介质波导回路等微波元器件的关键材料[1]，广泛应用于现代微波通信领域，是当前电介质材料研究的主流之一.

微波介质陶瓷的性能评价包括三个参数：相对介电常数εr，品质因数Q以及频率温度系数τf，在特定使用频率下，相对介电常数εr决定了谐振器体积，品质因数Q决定了器件的选频性能，τf则决定了器件的工作稳定性和可靠性，三者之间存在着相互制约的关系[2].高εr与高Q虽难以兼顾，但可根据使用要求选择侧重，近零的τf则是三个参数中最为研究者关心同时也是最难实现的[3].通常采用将具有正、负温度系数的微波介质陶瓷体系复合的方法，以获得具有近零频率温度系数的微波介质陶瓷[4].此方法用于复相陶瓷时，可用混合相的复合规律较好解释，但对于固溶体陶瓷，由于复合发生在晶体结构层次，规律和作用机理尚不明确，缺乏相应的理论依据.

本文通过分析频率温度稳定性的决定因素及钙钛矿结构微波介质陶瓷中BO6八面体结构与组成对其τf的影响规律，选择以简单钙钛矿结构的CaTiO3为基体，通过在B位引入(Zn1/3Nb2/3)4+，制备具有单相钙钛矿结构的Ca[(Zn1/3Nb2/3)xTi(1-x)]O3(CZNT)陶瓷，以获得近零频率温度系……