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随着移动通讯和全球卫星定位系统等现代通信技术的迅速发展,探索和研究固有烧结温度低的新型微波介质陶瓷材料成为了微波介质陶瓷领域的一个重要研究方向。V2O5由于其自身具有较低的熔点,并且以它为原料合成的微波介质陶瓷具有较高的品质因数和较低的烧结温度,因此在低温烧结微波介质陶瓷研究方面具有一定的优势。本论文利用这一特点,对几种新型钒系可低温烧结微波介质陶瓷进行了探索性研究。 (1)采用传统固相合成法在最佳烧结温度为915oC条件下制备NaCa2Mg2V3O12陶瓷,对应的微波介电性能:εr=9.8, Q×f=51100GHz,τf=-47ppm/oC。由于该陶瓷在负的方向上具有较大的温度系数,通过添加20％的CaTiO3使得它的谐振频率温度系数调节至零附近,并保证了较高的品质因数。通过与Ag的共烧实验,证明了该陶瓷与银不会发生反应。在微波介质陶瓷的低温共烧技术方面有一定的应用前景。 (2)本文分别利用Mg和Zn取代Ca,系统研究了(Ca3-xMgx)(VO4)2(1≤x≤3)系列和 Ca5-xZn4+xV6O24(0≤x≤5)系列陶瓷中取代量的变化对陶瓷烧结温度、物相和显微结构、微波介电性能的影响。随着 Mg的取代量的不同,(Ca3-xMgx)(VO4)2(1≤x≤3)系列陶瓷的物相由从开始的 Ca5Mg4(VO4)6和 Ca3V2O8两相变为Ca5Mg4(VO4)6单一物相,最后转变为Ca5Mg4(VO4)6和Mg3V2O8两相,当烧结温度为950oC时,Ca5Mg4(VO4)6展现了一个较好的微波介电性能:εr=10.6, Q×f=18530GHz,τf=-64ppm/oC;Ca5-xZn4+xV6O24(0≤x≤5)系列陶瓷的微波介电性能随着Zn取代量的不同介于两端化合物Ca5Zn4V6O24和 Zn3V2O8之间,呈线性变化趋势,其最佳烧结温度随着x值的增加而减小。 (3)为了进一步降低烧结温度,本文还探索研究了锂基钒系石榴石结构的(LiMg4-xCax)V3O12(0≤x≤3)系列陶瓷的微波介电性能。随着x值的变化该系列陶瓷最佳烧结温度从900oC降到825oC,陶瓷样品中的物相由最开始的主相四方相Li2xMg1.5-xVO4和第二相 LiMgVO4转变为立方相 LiMgCa3V3O12,介电常数随取代量的增加先增大后减小,在x值为1时取得最大值14.81,而品质因数变化则与之相反。