復(fù)合鈣鈦礦的研究涉及微波介質(zhì)陶瓷材料的很多方向，目前報(bào)道最多的是在典型復(fù)合鈣鈦礦材料基礎(chǔ)上進(jìn)行固溶體和摻雜改性研究，以及不同制備工藝和制備條件對(duì)材料的結(jié)構(gòu)、顯微形貌和性能的影響研究等。

把介電性能存在較大差異的兩種復(fù)合鈣鈦礦合成一定比例固溶體或用不同離子進(jìn)行復(fù)合鈣鈦礦的同位取代，都可以達(dá)到有效調(diào)控復(fù)合鈣鈦礦材料的介電性能的目的，類似研究在上世紀(jì)八九十年代尤其普遍。

隨著對(duì)材料性能要求的日益提高，人們開(kāi)始著手研究進(jìn)一步提高材料介電性能的方法。

通過(guò)不同價(jià)態(tài)和離子半徑的氧化物或玻璃料的摻雜，可以在燒結(jié)過(guò)程中影響坯體致密化、改變晶體結(jié)構(gòu)有序程度和微波介電性能。不同摻雜物的作用效果迥異：多數(shù)玻璃摻雜物會(huì)因形成雜相，阻礙坯體的致密化；也有不多的幾種玻璃可以明顯改善坯體的致密程度和微觀形貌，從而使其微波介電性能得到提高。

還有很多人專注于降低復(fù)合鈣鈦礦材料燒結(jié)溫度，主要采取添加各種低熔點(diǎn)氧化物的方法。如，在不嚴(yán)重影響介電性能的前提下，加入 0.5mol%的 B2O3 或 0.25wt%的 V2O5 可以將 BMT 微波介質(zhì)陶瓷的燒結(jié)溫度降低到 1500℃；而要達(dá)到與銀電極低溫共燒要求，則需要加大摻雜量，犧牲優(yōu)異的介電性能，特別是 Q×f 值明顯劣化，一般會(huì)降低一個(gè)數(shù)量級(jí)左右。

隨著對(duì)復(fù)合鈣鈦礦微波介質(zhì)材料研究的逐漸深入與發(fā)展，圍繞復(fù)合鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的材料展開(kāi)的微波器件設(shè)計(jì)、測(cè)試技術(shù)也越來(lái)越先進(jìn)，越來(lái)越多的人利用 X 射線、中子衍射、透射電子顯微術(shù)、近場(chǎng)微波顯微術(shù)、介電譜和光譜分析等現(xiàn)代技術(shù)，從晶體結(jié)構(gòu)和微結(jié)構(gòu)變化、離子的有序一無(wú)序相變、晶格中的聲子振動(dòng)特性以及非化學(xué)計(jì)量比等方面展開(kāi)研究工作，探討引起材料介電性能變化的機(jī)理。這些工作成果加深了人們對(duì)復(fù)合鈣鈦礦體系的結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系的理解。

其中，復(fù)合鈣鈦礦材料的 B 位離子有序一無(wú)序研究是最為重要的部分之一。

利用 XRD、HRTEM 和 FIR 等分析表征手段，利用一些控制離子有序度的方法和準(zhǔn)則，可以成功控制材料的離子有序度，并在材料的介電性能與有序度之間建立了一定的關(guān)系。多數(shù)新的有序度高的材料，其微波性能并不象 1:2 有序的 BMT 等復(fù)合鈣鈦礦材料那樣具有非常優(yōu)異的微波介電性能。在進(jìn)行新型高有序度離子排布的微波介電材料的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，更多地是在研究某種材料的離子排布的有序與無(wú)序與微波介電性能變化之間的關(guān)系。離子的有序排列并不是材料具有極低介質(zhì)損耗的直接原因。盡管如此，離子有序度變化這一物理機(jī)制被廣泛應(yīng)用到微波介質(zhì)損耗的變化行為上，近些年來(lái)越來(lái)越多的人用多種方法對(duì)多個(gè)體系進(jìn)行了系統(tǒng)研究。

離子的有序程度只是一個(gè)表觀現(xiàn)象，與材料的介電性能特別是介質(zhì)損耗更為直接相關(guān)的因素仍有待深入研究。

復(fù)合鈣鈦礦的另一重要研究是相變與材料溫度系數(shù)的關(guān)系研究。

τε值的異常變化可能與陽(yáng)離子氧八面體的傾斜有很大關(guān)系，但對(duì)于頻率溫度系數(shù)與結(jié)構(gòu)的研究，暫時(shí)還沒(méi)有一種理想的結(jié)構(gòu)參數(shù)可以表征不同晶體結(jié)構(gòu)類型的結(jié)構(gòu)變化，要想更好的分析表征不同晶體結(jié)構(gòu)材料的結(jié)構(gòu)變化，必須采用適合特定晶體結(jié)構(gòu)的特征結(jié)構(gòu)參數(shù)。

無(wú)序復(fù)合鈣鈦礦材料可以用容差因子 t，而 1:2 有序的復(fù)合鈣鈦礦則可以用離子鍵價(jià)和 BVS 更理想。鑒于微波介質(zhì)陶瓷具有體系眾多這一特點(diǎn)，材料的頻率溫度系數(shù)與晶體結(jié)構(gòu)之間的研究還有很多工作有待進(jìn)一步研究。尤其是復(fù)合鈣鈦礦結(jié)構(gòu)以外的其他材料的結(jié)構(gòu)一頻率溫度系數(shù)關(guān)系，仍值得深入研究。

審核編輯 黃昊宇