熔融石英陶瓷是一种以熔融石英为原料，采用陶瓷生产工艺制成的熔融石英材料，由美国开发在上世纪50年代作为导弹天线罩的主要制作材料，有着优良的化学性及机械性能。且其所具有的极低的介电常数可以用于制造较高频的微波器件。美国Dielectric Lab公司利用主要成分是熔融石英的QZ陶瓷制造出了高频带通滤波器，是熔融石英陶瓷在微波介质材料方面的一项应用。微波介质陶瓷是指作为介质材料应用于微波频率电路中完成一种或多种功能的陶瓷，现代通讯中多用于谐振器、滤波器、介质基片、介质导波回路等微波元器件的制造中，可以满足微波电路对体积、集成度、高可靠性及低成本的要求^[1]。微波介质陶瓷是研制各类微波元件和器件的关键材料，在微波电路中有多种应用。主要有：完成LC谐振电路作用的介质谐振器件；作为吸收电磁波能量的介质天线以及微波电路中的介质波导。其中，微波介质材料应用在介质谐振器件方面是目前国内外研究的热点，也是材料最为主要的用途。

介质陶瓷的介电常数是一个重要参数，不会随频率的改变而发生改变，根据介电常数的不同，可以把微波介质陶瓷分为高介电常数、中介电常数和低介电常数三类^[2]。由于微波介质材料具有高介高损耗，低介低损耗的特点，其低温烧结和介电常数的可调使得微波器件的进一步实用化成为目前研究热点。研究表明：低介电常数能够降低电磁信号的交互耦合作用，提高电磁波的传播速率；高品质因数可以降低器件的能量转换消耗，同时提高器件的选频特性；趋近于零的谐振温度系数，可保证器件在不同工作环境温度下性能的稳定性^[3]。

介电常数ε是一个非常重要的参数对微波介质材料而言，它影响到了材料的主要性能。微波设备的尺寸与相对介电常数ε_γ的平方根成反比，所以在现代通信中，为了实现微波设备的小型化和微波电路的高度集成，就需要高的介电常数来得到尺寸更小的微波器件，但由于高介高损耗，所以尺寸与损耗的平衡也就是高介电常数与低介电常数的平衡需要不断的研究来保持^[4]。电介质处于交变电场中时其实际电导率不为零，对电磁波能量有储存和损耗，其对微波损耗的大小用tgδ来表示。对介质材料而言，其损耗主要分为本征损耗与非本征损耗，本征损耗是由晶格振动的非简谐性导致的，只依赖于晶体结构，但对于多晶陶瓷，其中存在的晶界、第二相、空隙、缺陷等引起衰减一字增大的损耗为非本征损耗，共同影响材料微波性能^[5]。谐振频率温度系数是当温度变化1#176;C时，谐振频率的变化量，用来衡量材料的温度特性，材料温度稳定性也越好谐振频率温度系数的值越接近于零。对于微波介质材料而言，以上讨论的三个常数是材料介电性能及微波性能的最主要的表现^[6]。微波介质材料具有高介电常数高损耗，低介电常数低损耗的特点，所以近几年微波材料的研究热点，从高介电常数和中介电常数的介质材料逐步转向低介电常数的材料，这一类材料较小的介电损耗凸显出其较大的利用价值。

低介电常数微波介质陶瓷的研究方向有Al₂O₃-TiO₂体系、复合钙钛矿体系、钛酸镁体系、AWO₄体系以及AB₂O₆体系。α-Al₂O₃为三方晶系刚玉结构，有较高品质因数，但烧结温度高且谐振频率温度系数为较大负值，需掺杂有正频率温度系数的TiO₂来调节频率温度系数^{[7 8]}。复合钙钛矿体系的应用于高频、低损耗领域。其中钙基陶瓷有高的品质因数，但总体性能欠佳，应用前景受阻。钡基陶瓷有优异微波介电性能，能用于制备各种介质谐振器和稳频振荡器，但烧结温度太高，虽然可以添加助烧剂，但会生成杂相，影响介电性能。钛酸镁体系中作为微波介质陶瓷应用的主要是正钛酸镁以及偏钛酸镁，需要掺杂少量具有正温度系数的CaTiO₃对其进行改性，使频率温度系数尽可能的等于零，掺杂效果最好的是0.95MgTiO3-0.05CaTiO3系统，可用来制备高精度、热稳定的高频电容器^[9]。AWO₄体系以及AB₂O₆体系在运用中均有优劣。

随着微波通信技术的发展，信息社会对各种介质陶瓷材料，特别是微波介质陶瓷材料的要求越来越高，其在微波通信领域的应用前景越来越广泛。微波介电材料广泛应用于各种器件的微波器件中，需求逐渐增加，要求材料的制备可应用于大规模生产和工业化的形成，但材料制备过程中有一定程度的难度和复杂性准备程度和材料性能各个方面的直接影响。对于微波介质材料的低介电常数，制备材料的烧结温度越高，带来一定难度;部分中间微波材料的烧结温度较窄，材料密度难以实现;高微波材料组成的组成更为复杂，材料性能易受烧结气氛的影响，因此研究人员在材料研究的基本性能方面进行研究，也是为了改善制备工艺的研究，目的是使微波介质材料可以更多地应用于大规模生产实用^[10]。目前用的制备介质陶瓷的工艺方法有固相合成法、液相反应法、微波烧结法、放电等离子烧结法、热等静压烧结等。固相合成法为一种传统方法，流程简单，但常压下烧结致密度达不到最高^[11]。液相反应法包括溶胶-凝胶法和化学共沉淀法。溶胶-凝胶法工艺复杂难以产业化；用化学共沉淀法制得的粒子粒度小、分布均匀，但工艺过程的控制较难。可用来制备LiFePO₄，将(NH₄)₂Fe(SO₄)₂#183;6H₂O和H₃PO₄溶液逐渐加入到LiOH溶液中，边滴加边搅拌，滴加完后继续滴加10min得到沉淀再用去离子水洗涤，之后用离心机进行分离，再经抽滤、烘干得到粉体待用^[12]。化学共沉淀法是制备纳米粉体的首选方法，随着纳米材料的诸多优点被人们所认识，现在也有许多人在研究纳米微波陶瓷，使介电性能有所改观。微波烧结是通过电磁场与被加热体的交互作用进行直接加热，是电磁能向热能的转化，它可以在很短的时间内使整个被加热体达到均匀的温度，使致密化过程大大缩短，其烧结温度也要略低^[13]。

传统的低介微波陶瓷其用途主要用作制备基板材料，然而该类材料主要是由玻璃陶瓷(微晶玻璃)、玻璃 陶瓷(多相陶瓷)等组成。引入了大量的低熔点玻璃物质的玻璃陶瓷材料虽然能在较低温度下进行烧结，但这却导致了材料的介质损耗增大，很难实现其在高频下的应用。为了适应电子元器件向高频方向的发展，能够广泛应用于卫星通讯，导弹遥控和GPS天线的新型低介高谐振频率的陶瓷材料也成为了研究的热点，国外对于相对介电常数低于15的低介微波介质陶瓷材料研究也越来越重视^[14]。对于低介微波陶瓷材料来说，其存在的主要问题有以下几个方面：(1)材料烧结温度较高，难以实现低温下的烧结；(2)从微波性能上来说，频率温度系数较大或品质因数较低，不能满足对微波电子元器件的要求；(3)对与Ag或Cu等电极共烧情况的报道较少^[15]。但熔融石英材料对于这些问题都能有一个较好的解决方案，所以国外对熔融石英材料的研究一直在追求突破。另外，熔融石英具有较好的化学稳定性及热稳定性，其较小的热膨胀系数更增加了这种材料作为微波介质材料利用的价值。所以，在保证熔融石英致密烧结的前提下，研究材料的制备降低其介电损耗以达到作为微波介质材料使用，对这种材料作为低介微波介质材料应用具有重要的意义。