1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写

2000字左右的文献综述：

文 献 综 述

微波介质陶瓷是一种新型电子材料，作为滤波器、谐振器等的核心微波元器件材料广泛应用于现代移动通信、卫星广播、无线电遥控等领域。近年来随着人们对太空等未知领域的深入探索，雷达和全球定位系统也得到了迅速发展，这就要求开发可在高频下使用的微波元器件材料，并保证各种高频式微波电子元件体积更小，质量更轻。满足这些要求的途径之一就是利用多层陶瓷共烧技术。而该技术要求微波介质陶瓷能够与具有高电导率且相对廉价的Ag和Cu共烧。目前应用的微波介质陶瓷的烧结温度都比较高（gt;1300℃），故使微波介质陶瓷的烧结温度降低到Ag和Cu的熔点温度以下，以满足多层陶瓷共烧的需求是今后的发展方向[1-3]。

MgTiO3#8211;CaTiO3陶瓷是一种优良的微波介质陶瓷材料，其原料丰富，成本低廉[4]。以MgTiO3为主要原料开发的全球定位系统(global positioning system，GPS)天线、介质滤波器及谐振器在通信产业中已经得到了广泛的应用[5]，近年来在国内外成了研究热点，MgTiO3-CaTiO3系微波介质陶瓷由于具备良好的微波介电性能而广泛用在介质谐振器和介质滤波器中[6]，且能随着Mg和Ca摩尔比的不同，呈现出不同的介电性能，当摩尔比r(Mg:Ca) = 95:5时，0.95MgTiO3-0.05CaTiO3微波介质陶瓷(简称95MCT陶瓷)的介电性能为：εr = 20.0，Q#183;f = 56000(7 GHz)，τf = 10#8211;6/ ℃[7]。但是其烧结温度高达1400℃，如此高的烧结温度显然不能满足与Ag和Cu共烧的要求，因此需要进一步降低其烧结温度。目前，已有很多相关研究，例如：Huang 等[8]用ZnO、CuO、B2O3掺杂使95MCT 陶瓷烧结温度分别降低到1300，1275和1200 ℃，其中ZnO 的掺杂不仅能降低烧结温度，还能有效抑制95MCT 陶瓷在烧结过程中产生的高温MgTi2O5相，从而减小了Q#183;f值的降低，但是仍不能满足与Ag和Cu共烧的目的。

在MgO-TiO2-CaO系统中，引入一些玻璃添加剂，以有效地降低系统的烧结温度，提高瓷料的致密度[13]。由于Ca2 半径(0.100nm)和Mg2 半径(0.046nm)相差较大，并且MgTiO3和CaTiO3(钙钛矿结构)的结构不同(MgTiO3和CaTiO3分属六角和正方晶系)。通常会形成中间相MgTi2O5，并且在混合氧化物制备法中很难完全避免它的生成。而玻璃液相的形成有力地促进了瓷料的烧结，加速了瓷料的致密化过程，为MgTiO3的生成提供了化学动力。根据对数混合定律，加入钛酸钙后系统的温度系数可以调节到很小。因为MgTiO3( 70#215;10-6/℃，1MHz)和CaTiO3(-2300#215;10-6/℃，1MHz)的容量温度系数可以相互抵消；加入适量钛酸钙后，系统的温度系数可以调节为0。

在钛酸镁粉末的制备过程中，常由于某种原因无法获得单一相的钛酸镁粉末，下面简单介绍几种制备钛酸镁粉末的方法[8]。

固相反应法：将MgO与TiO2按摩尔比例1:1混合，球磨混合烘干后，干压成型，在1150-1200 ℃下进行煅烧，用固相反应法制备了MgTiO3。MgTiO3的开始生成温度是800℃~1000℃，在1000℃~1300℃之间生成了单一的MgTiO3，但当温度升高到1400℃ 时，少量的MgTiO3 转化为Mg2TiO4，这表明Mg2TiO4的合成需要更高的温度。反应物的配比决定了反应生成物的主晶相，因此通过固相反应法制备纯相的钛酸镁关键问题是在于温度制度的确定，合理的温度制度可以帮助获得理想的生成物，相对来说，固相反应法是制备粉末较为简单易行的方法。

sol-gel法：溶胶凝胶工艺是采用金属醇盐或无机盐化合物经过胶溶、凝胶化之后固化，再经热处理而形成氧化物或其他化合物固体的方法[9]。溶胶凝胶法属于湿化学法，在制备过程中经历溶胶、凝胶的过程，其获得的粉末粒径较小，尺寸分布比较均匀，但与化学共沉淀法相比，其过程相对比较复杂。

水热法：是在密封的压力容器中，在一定温度下，以水或水溶液为介质，进行反应合成粉末的一种方法。水热合成法的主要优点是不需要高温煅烧，通过在高温水中反应物间的化学反应可以直接获得所需粉末，S.Y.Wu[10]等人采用水热法合成了Ba5Nb4O15 粉体，在Ba/Nb摩尔比为3/2，反应温度为230℃保温5h，pH值在12~14之间时，获得了最优的单相Ba5Nb4O15 超细粉体。

熔盐法：属于湿化学法，通过合成条件控制合成粉末的尺寸和均匀性，在是在混合粉末中加入低熔点盐类一定程度上可以降低合成温度[11]。Weiwu Chen[12]等人用熔盐法成功合成了各向异性的单晶相Sr0.5Ba0.5Nb2O6，与传统的固相法相比，合成温度由1300℃降低到110℃，并且粉末尺寸小、分布均匀，易分散。熔盐法在粉末尺寸及形貌上的控制更占有优势，对于温度的降低效果不明显，在对粉末尺寸，形貌以及均匀性要求比较高的情况下可以考虑采用熔盐法。

钛酸镁基微波介电陶瓷的常规烧结温度为1430～1450℃，由于烧结温度范围窄，温度难以控制，一旦过烧会引起晶粒的异常长大，影响材料的性能[13]。传统的烧结是通过对流、辐射或传导等方式加热坯料而实现的，是自外而内的烧结，烧结时间长，并且晶粒容易长大。在传统烧结技术有着天然的痼疾情况的，新的烧结技术应运而生。

微波烧结是颗粒直接与微波耦合吸收微波能从而实现加热的方法。它加热均匀，能提高粒子的迁移率，增加离子空位的形成速度等。微波烧结既是加热过程, 也是可有效降低活化能, 促进扩散进行的活化烧结过程[14]。和常规烧结相比，微波烧结具有升温速度快、烧结时间短的特点。而且在电磁场的作用下提高了离子的扩散速度，使致密化过程在较低温度下短时间内就可完成，大大提高了陶瓷制备效率，特别适合用于高温条件下易出现离子挥发形成气孔的陶瓷制备过程，是一种极具潜力和实用价值的方法。

在陶瓷制备过程中经常通过添加烧结助剂来改善其烧结性能和介电性能。烧结助剂一般是低熔点的玻璃相或氧化物，适用于难以致密烧结或要求低烧结温度的陶瓷体系，能有效降低烧结温度，提高烧结性能，但会使材料的介电性能略有降低[15]。

微波陶瓷制备过程中，其烧结及介电性能对烧结助剂的量非常敏感。添加剂离子是偏析在晶界处还是固溶在晶格中，与体系结构特点、离子半径、电荷数及其扩散特性等因素密切相关。因此，在选用添加剂时，必须综合考虑这些因素。

所以为了寻找在不同的配方下，在不同的烧结温度和保温时间下，材料的最佳介电性能，我们必须在总结前人所做工作的基础上，经过不断的实验和研究找出最佳的烧结温度和保温时间，使烧结后的陶瓷的介电性能能够满足生产和实用的要求。

参考文献：

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[14]李玉平等．(Zr0.8Sn0.2)TiO4(ZST)微波介质陶瓷微波烧成工艺研究[J]．陶瓷学报，2007，28，(3)：199-204．

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２．本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：

一、本课题是实验内容：

原料:分析纯钛酸镁（MgCO3)、碳酸钙（CaCO3）、二氧化钛（TiO2）、NiO、H2WO4。以一定的质量百分数进行配比，在球磨机上混料48小时。粉料加质量分数为5%的粘结剂（PVA）造粒，过筛。干压成型，在不同温度下和保温时间下烧制成试样。

比较和检验在不同的烧成温度和保温时间下，陶瓷片子的质量和密度、吸水率、气孔率，在被银后测试片子的介电损耗和介电常数等性能的不同的影响。对陶瓷片子进行扫描，观察在不同的烧结温度下，晶粒的生长现象。最终得到烧结性能和介电性能最佳的烧结制度。

二、烧成的温度设计方案：

240min 60min 200min 82.5min 90min

0℃#8212;#8212;#8212;#8212;500℃#8212;#8212;#8212;#8212;500℃#8212;#8212;#8212;#8212;1100℃#8212;#8212;#8212;#8212;1265℃#8212;#8212;#8212;#8212;1265℃；

240min 60min 200min 90min 90min

0℃#8212;#8212;#8212;#8212;500℃#8212;#8212;#8212;#8212;500℃#8212;#8212;#8212;#8212;1100℃#8212;#8212;#8212;#8212;1280℃#8212;#8212;#8212;#8212;1280℃；

240min 60min 200min 97.5min 90min

0℃#8212;#8212;#8212;#8212;500℃#8212;#8212;#8212;#8212;500℃#8212;#8212;#8212;#8212;1100℃#8212;#8212;#8212;#8212;1295℃#8212;#8212;#8212;#8212;1295℃；

240min 60min 200min 105min 90min

0℃#8212;#8212;#8212;#8212;500℃#8212;#8212;#8212;#8212;500℃#8212;#8212;#8212;#8212;1100℃#8212;#8212;#8212;#8212;1310℃#8212;#8212;#8212;#8212;1310℃；

240min 60min 200min 112.5min 90min

0℃#8212;#8212;#8212;#8212;500℃#8212;#8212;#8212;#8212;500℃#8212;#8212;#8212;#8212;1100℃#8212;#8212;#8212;#8212;1325℃#8212;#8212;#8212;#8212;1325℃；

在最佳烧成温度下改变保温时间，分别为60min，90min，120min和150min。

通过烧成温度的不同，观察Mg1-xCaxTiO3微波介质陶瓷结构的变化，寻找材料各种性能之间关系规律，找出Mg1-xCaxTiO3微波介质陶瓷的最佳烧结温度，以及在最佳烧结温度下的最佳保温时间。

三、实验仪器及其应用：

采用数字式分析天平BS124S称重，GZX-9146MBE电热恒温鼓热干燥器烘料，769YP粉末压片机压片，硅碳棒高温升降炉JGMT进行陶瓷片子的烧成，游标卡尺测试样的直

径的高度，测试样品体积密度，用美国Agilent 公司8722ET网络分析仪测试试样的εr和tanδ。美国热电公司ARL X′TRA型X射线衍射仪进行物相分析，用日本电子公司的JSM-5900的扫描电镜观察试样表面的形貌。