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1、第27卷第2期硅酸盐通报Vol.27No.22008年4月BULLETINOFTHECHINESECERAMICSOCIETYApril,2008高介电常数微波介质陶瓷材料的研究现状王光辉,梁小平,史奕同,陆青(天津工业大学材料科学与化学工程学院,天津300160)摘要:综述了微波介质陶瓷材料特性、影响因素及高介电常数微波介质陶瓷材料的发展现状,讨论了提高微波介质材料性能的途径。分别介绍三类高介电常数微波介质陶瓷的研究现状,并探讨了微波介质陶瓷今后的发展趋势。关键词:微波陶瓷;介电常数;品质因数;谐振频率温度系数中图分类号:TM281文献标识码:A文
2、章编号:100121625(2008)0220312206ResearchStatusofHighDielectricConstantMicrowaveDielectricCeramicsWANGGuang2hui,LIANGXiao2ping,SHIYi2tong,LUQing(SchoolofMaterialScienceandChemicalEngineering,TianjinPolytechnicUniversity,Tianjin300160,China)Abstract:Thecharacteristicsofmicrowavediel
3、ectricceramics,influencingfactorsandhighdielectricconstantmicrowavedielectricceramicscurrentdevelopmentwasreviewedinthispaper,thewayofimprovingperformanceofmicrowavedielectricmaterialwasdiscussed.Thestatusquoofstudyingthreetypesofhighdielectricconstantmicrowavedielectricceramic
4、swasdescribed,andthedevelopmenttrendofthemicrowavedielectricceramicswereexplored.Keywords:microwaveceramics;dielectricconstant;qualityfactor;temperaturecoefficientofresonatefrequency1引言随着科技的发展,通信技术也在不断的进步,尤其是移动通信、卫星通信、全球卫星定位系统(GPS)、蓝牙技术以及无线局域网(WLA)等现代通信得到了飞速发展,对小型化、高性能化的微波电路和微波
5、器件的需求量日益增加,由于微波信号的频率极高,波长极短,信息容量大,有强方向性、穿透性和吸收能力,并且微波设备可实现通信的保密性,十分有利于通信技术领域和军事领域中的应用。微波陶瓷作为现代通信中的一种关键材料,是指应用于微波频段(主要是UHF、SHF频段)电路中作为介质材料并完成一种或多种功能的陶瓷,由于微波介质陶瓷介质谐振器等微波元器件具有体积小、质量轻、性能稳定、价格便宜等优点,它克服了传统的金属谐振腔和金属波导体积和重量过大等缺点,有利于微波电路的集成化,在近二十多年来得到迅速的发展。由于微波陶瓷介质工作在微波频率下,评价微波介质陶瓷材料的性能
6、,主要看介电常数ε,品质因数Q值和谐振频率温度系数τf,这3个主要参数的先进性和实用性。人们在从事微波介质陶瓷材料的研究时,发作者简介:王光辉(19842),男,硕士研究生.主要从事无机功能材料的研究.通讯作者:梁小平.E2mail:tjpulxp@tjpu.edu.cn第2期王光辉等:高介电常数微波介质陶瓷材料的研究现状313现了这3个参数之间存在着相互制约关系。欲得到高性能的材料,需要合理的调整这3个参数。此外,还要考虑材料的传热系数、绝缘电阻和相对密度等因素。微波通讯设备朝着微型化、高品质化及廉价化的方向发展,这种趋势很大程度上取决于电介质的介
7、电常数。根据微波在介质体内传播理论可以知道,在共振系的电介质内,电磁波的波长λ与介电常数的ε的平方根成反比。在同样的谐振频率f下,ε越大,波长就越小,相应的介质谐振器的尺寸就越小,从而电磁能量也越能集中于介质内,受周围环境影响也越小。因此高介电常数既有利于介质谐振器的小型化,又有利于其高品质化。2中低介电常数微波介质陶瓷根据微波介质材料的介电常数占的大小以及使用的频段的大小的不同,一般将微波介电陶瓷分为以下高、中、低介电常数微波介质陶瓷3个体系,本节简单概述后2种,前者下节给予重点讨论。2.1低ε微波介质陶瓷低ε的微波介质陶瓷主要是具有A(B′B″)
8、O3型结构的复合钙钛矿材料,其典型材料是Ba(Mg1/3Ta2/3)O3,[1]4Ba(Zn1/3Nb2/3
