微波介質陶瓷是現代通訊技術的關鍵基礎材料，主要用于制造諧振器、濾波器、介質天線、介質導波回路、介質基板等微波元器件，終端應用為移動通訊、衛星通訊、無人駕駛汽車、物聯網和軍用雷達等領域。

微波介質陶瓷三大性能指標

微波介質陶瓷瓷介性能的主要參數和普通電介質材料一樣，主要包括介電常數(εr)，品質因素Q或介質損耗(tanδ)和諧振頻率溫度系數(τf)。

相對介電常數εr

在微波頻率下，相對介電常數εr越大，以便器件小型化。根據微波傳輸理論，相同的的諧振頻率下，εr越大，介質諧振器的尺寸越小，電磁能量越能集中于介質體內，受周圍環境影響小。這既有利于介質諧振器的小型化，也有利于其高品質化。而不同的應用領域中，對εr的要求也不同，通常要求εr>10。

品質因數Q

高Q有利于獲得良好的濾波特性及通訊質量，品質因數Q主要受介質損耗(tanδd)、歐姆損耗(tanδc)和輻射損耗(tanδλ)等三個因素影響。

Q-1=tanδd+tanδc+tanδλ

對于微波介質材料，tanδc與tanδλ可忽略，Q約與tanδd成反比關系。由于微波介質諧振腔要求tanδd小于10-4量級才有實用價值，所以材料研究中如何提高Q值是一個重要課題。

諧振頻率溫度系數τf

通信器件的工作環境溫度是不斷變化的，從而影響設備的使用性能。這就要求材料的諧振頻率不能隨溫度的變化太大，通信使用要求接近零的τf。

在微波介質陶瓷的三個性能參數中，諧振頻率溫度系數對介質陶瓷影響較大，它直接決定介質陶瓷能否使用，所以諧振頻率溫度系數能否接近0是研究者最關心的問題，對諧振頻率溫度系數可調性的探索使許多新的微波介質陶瓷材料體系得以開發利用。而介電常數越高其Q值會比較低，三個參數相互制約其應用。

微波介質陶瓷材料分類

微波介質陶瓷按照介電常數的大小，可將其分為低介電常數類、中介電常數類和高介電常數類。

低介微波介質陶瓷體系如Al2O3-TiO2系和鈦酸鎂系列等，因其高品質因數而被應用于對介質損耗要求比較嚴格的領域，如衛星通訊、軍用雷達等方面;

中介微波介質陶瓷體系如(Zr,Sn)TiO4系具有高Q值，低諧振頻率溫度系數，可用于制備介質諧振器解決窄帶諧振器的頻率漂移問題;

高介微波介質陶瓷能促進微波通訊設備、諧振器的小型化和集成化，在高電容量的集成電路中以及低頻下工作的通訊設備中應用廣泛，高介微波介質陶瓷主要以BaO-Ln2O3-TiO2;CaO-Li2O-Ln2O3-TiO2和鉛基鈣鈦礦系列材料。

新一代微波介質陶瓷材料的研究開發主要圍繞高介低損展開：一是追求超低損耗的極限;二是探索更高介電常數(>100乃至>150)的新材料體系。同時，微波介質陶瓷粉體通常并不是單一材料，而是多種材料按比例混合的材料體系，而在制備的過程中，還會添加稀土氧化物，眾多研究說明適量稀土元素的摻雜可改善微波介質陶瓷的燒結性、致密度以及介電性能。

審核編輯：湯梓紅