本技術(shù)涉及電子信息功能材料制備，特別是涉及一種鈣鈦礦微波介電陶瓷制備方法、系統(tǒng)、設備、介質(zhì)及產(chǎn)品。

背景技術(shù)：

1、微波介質(zhì)陶瓷指適用于微波頻段電路中作為介質(zhì)材料并完成一定功能的陶瓷，在電路中起著介質(zhì)波導、介質(zhì)隔離及介質(zhì)諧振等眾多功能，廣泛應用于諧振器、濾波器、介質(zhì)波導、介質(zhì)基板和介質(zhì)天線等，是衛(wèi)星通信、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、5g通訊等現(xiàn)代微波通信技術(shù)的關鍵材料。

2、微波陶瓷體系繁多，其中，具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的微波陶瓷因具有較高的介電常數(shù)、較小的介電損耗和可控的諧振頻率溫度系數(shù)等優(yōu)點，可廣泛應用在4g甚至5g通訊的基站中作為制備諧振器和濾波器的關鍵材料。隨著5g通訊基站在我國的大規(guī)模建設，對鈣鈦礦結(jié)構(gòu)微波陶瓷的市場需求也與日俱增。

3、鈦酸鹽-鋁酸鹽mtio3-ralo3(m：ba，sr，ca；r：la，nd，sm)系微波陶瓷是在鈦酸鹽mtio3(m：ba，sr，ca)的基礎上發(fā)展起來的具有中高介電常數(shù)、較高q×f值和近零τf的新型微波陶瓷。ca1-xti1-xrxalxo3(r：la，nd，sm；簡稱ctra)體系陶瓷具有成本低廉、介電常數(shù)適中、q×f(q：品質(zhì)因數(shù)；f：諧振頻率)值較高且諧振頻率溫度系數(shù)可調(diào)等優(yōu)點，是現(xiàn)代微波通信技術(shù)的關鍵材料。

4、諧振頻率溫度系數(shù)(τf)是衡量微波介質(zhì)陶瓷溫度穩(wěn)定性的參數(shù)，在實際使用中要求微波元器件的諧振頻率溫度系數(shù)在零附近可調(diào)。目前，國內(nèi)外針對鈣鈦礦結(jié)構(gòu)微波介質(zhì)陶瓷諧振頻率溫度系數(shù)的相關研究，主要集中晶體結(jié)構(gòu)、化學鍵價、鍵能等本征因素，并且多數(shù)的研究只針對特定體系得到了定性的規(guī)律；針對非本征因素特別是晶界數(shù)量、溝槽尺寸和相組成對τf的影響機制并不明晰。

5、針對鈦酸鈣摻雜鋁酸鹽ca1-xti1-xrxalxo3(ctra)微波介質(zhì)陶瓷的研究主要集中在利用添加劑摻雜或改變工藝參數(shù)提高介電性能等兩個方面。然而，從晶界數(shù)量和晶界溝槽等非本征因素角度，探究其對諧振頻率溫度系數(shù)(τf)的影響及其物理機理目前仍鮮有報道，使得制備高性能的鈣鈦礦微波介電陶瓷缺少相關依據(jù)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本技術(shù)的目的是提供一種鈣鈦礦微波介電陶瓷制備方法、系統(tǒng)、設備、介質(zhì)及產(chǎn)品，以解決制備高性能的鈣鈦礦微波介電陶瓷缺少相關依據(jù)的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本技術(shù)提供了如下方案：

3、第一方面，本技術(shù)提供了一種鈣鈦礦微波介電陶瓷制備方法，所述鈣鈦礦微波介電陶瓷制備方法包括：

4、確定目標對象的晶界數(shù)量與整體吉布斯自由能之間的關系；所述目標對象為鈣鈦礦微波介電陶瓷；

5、確定目標對象的晶界溝槽的深度與晶界吉布斯自由能之間的關系；

6、采用激光顯微拉曼測試方法測試目標對象的物相組成分布，得到激光顯微拉曼光譜；所述物相組成分布包括：晶界物相的組成和分布以及晶內(nèi)物相的組成和分布；

7、基于晶界數(shù)量與整體吉布斯自由能之間的關系、晶界溝槽的深度與晶界吉布斯自由能之間的關系以及激光顯微拉曼光譜，確定最優(yōu)制備工藝參數(shù)，以使目標對象的諧振頻率溫度系數(shù)趨于零；所述最優(yōu)制備工藝參數(shù)用于作為鈣鈦礦微波介電陶瓷的制備依據(jù)。

8、可選地，所述目標對象的晶界數(shù)量與整體吉布斯自由能之間的關系的表達式為：

9、dg＝σbda

10、其中，g表示整體吉布斯自由能；σb表示晶界能；a表示晶界數(shù)量。

11、可選地，所述目標對象的晶界溝槽的深度與晶界吉布斯自由能之間的關系，具體包括：

12、基于目標對象的晶界吉布斯自由能、晶粒表面能以及晶界溝槽的晶界夾角，確定晶界吉布斯自由能、晶粒表面能以及晶界溝槽的晶界夾角之間的關系；

13、根據(jù)晶界溝槽表面幾何模型，確定晶界溝槽的晶界夾角與晶界溝槽的深度之間的關系；

14、基于晶界吉布斯自由能、晶粒表面能以及晶界溝槽的晶界夾角之間的關系和晶界溝槽的晶界夾角與晶界溝槽的深度之間的關系，確定目標對象的晶界溝槽的深度與晶界吉布斯自由能之間的關系。

15、可選地，晶界吉布斯自由能、晶粒表面能以及晶界溝槽的晶界夾角之間的關系的表達式為：

16、γgb/γsv＝2cosθ/2；

17、其中，γgb表示晶界吉布斯自由能；γsv表示晶粒表面能，θ表示晶界溝槽的晶界夾角。

18、可選地，晶界溝槽的晶界夾角與晶界溝槽的深度之間的關系的表達式為：

19、

20、其中，θ表示晶界溝槽的晶界夾角；ω表示晶界溝槽的寬度；d表示晶界溝槽的深度。

21、可選地，目標對象的晶界溝槽的深度與晶界吉布斯自由能之間的關系的表達式為：

22、

23、其中，γgb表示晶界吉布斯自由能；γsv表示晶粒表面能；ω表示晶界溝槽的寬度；d表示晶界溝槽的深度。

24、第二方面，本技術(shù)提供了一種鈣鈦礦微波介電陶瓷制備系統(tǒng)，所述鈣鈦礦微波介電陶瓷制備系統(tǒng)基于所述的鈣鈦礦微波介電陶瓷制備方法，所述鈣鈦礦微波介電陶瓷制備系統(tǒng)包括：

25、晶界數(shù)量與整體吉布斯自由能之間的關系確定單元，用于確定目標對象的晶界數(shù)量與整體吉布斯自由能之間的關系；所述目標對象為鈣鈦礦微波介電陶瓷；

26、晶界溝槽的深度與晶界吉布斯自由能之間的關系確定單元，用于確定目標對象的晶界溝槽的深度與晶界吉布斯自由能之間的關系；

27、激光顯微拉曼光譜確定單元，用于采用激光顯微拉曼測試方法測試目標對象的物相組成分布，得到激光顯微拉曼光譜；所述物相組成分布包括：晶界物相的組成和分布以及晶內(nèi)物相的組成和分布；

28、最優(yōu)制備工藝參數(shù)確定單元，用于基于晶界數(shù)量與整體吉布斯自由能之間的關系、晶界溝槽的深度與晶界吉布斯自由能之間的關系以及激光顯微拉曼光譜，確定最優(yōu)制備工藝參數(shù)，以使目標對象的諧振頻率溫度系數(shù)趨于零；所述最優(yōu)制備工藝參數(shù)用于作為鈣鈦礦微波介電陶瓷的制備依據(jù)。

29、第三方面，本技術(shù)提供了一種計算機設備，包括：存儲器、處理器以存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序以實現(xiàn)上述中任一項所述的鈣鈦礦微波介電陶瓷制備方法的步驟。

30、第四方面，本技術(shù)提供了一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，該計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)上述中任一項所述的鈣鈦礦微波介電陶瓷制備方法的步驟。

31、第五方面，本技術(shù)提供了一種計算機程序產(chǎn)品，包括計算機程序，該計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)上述中任一項所述的鈣鈦礦微波介電陶瓷制備方法的步驟。

32、根據(jù)本技術(shù)提供的具體實施例，本技術(shù)公開了以下技術(shù)效果：

33、本技術(shù)提供了一種鈣鈦礦微波介電陶瓷制備方法、系統(tǒng)、設備、介質(zhì)及產(chǎn)品，通過探究晶界數(shù)量、晶界溝槽和物相組成與所對應熱力學參數(shù)的物理模型及關聯(lián)，探究其對鈣鈦礦微波介電陶瓷的諧振頻率溫度系數(shù)的影響，進而定向制備特定晶界數(shù)量、溝槽尺寸、物相組成的高性能鈣鈦礦微波介電陶瓷，為制備高性能鈣鈦礦微波介電陶瓷提供了理論依據(jù)。