隨著5G/6G通信技術向空天地海一體化網絡演進，傳統功能陶瓷在寬溫域內同步實現穩(wěn)定微波信號傳輸與精準溫度傳感的核心材料瓶頸愈發(fā)顯著。特別是在毫米波通信頻段向Ku/Ka波段拓展的需求下，微波介質陶瓷需兼具三項關鍵特性：可調諧的介電常數（ε_r），滿足器件微型化需求；高Q·f值，可增強頻率選擇性；接近零的諧振頻率溫度系數（τ_f），確保熱穩(wěn)定性。同時，負溫度系數熱敏陶瓷作為系統“熱管理器”，需在寬溫域內具備高線性度與高B值以實時校準溫度漂移。尖晶石陶瓷在單一功能領域表現突出，如MgAl₂O₄的優(yōu)異微波性能和MnFe₂O₄的負溫度系數特性，但二者存在固有缺陷——前者因超高電阻率無法實現熱敏功能，后者因Fe³⁺/Fe²⁺變價導致高溫電學失穩(wěn)。

前期，中國科學院新疆理化技術研究所科研人員通過固溶設計制備的Mg_0.8Mn_0.2Al_1.6Fe_0.4O₄陶瓷將B值提升至8056 K，但受限于氧空位誘導的電荷失衡和非阿倫尼烏斯行為，導致微波性能與熱敏線性度難以兼容。

近期，研究人員針對Mg-Al-Mn-Fe-O尖晶石陶瓷在高溫下電學性能非線性及微波損耗等問題，提出了基于Sc³⁺晶格錨定效應調控價態(tài)平衡，同步抑制氧空位擴散并強化八面體鍵價的策略。實驗結果表明，在200℃至1000℃超寬溫域內實現了高度線性熱敏特性，滿足寬溫域溫度傳感的線性度需求。同時，研究實現了尖晶石陶瓷低ε_r、超高Q·f?及近零τ_f的平衡?；谠摬牧现苽涞膱A柱介質諧振天線在12 GHz衛(wèi)星通信頻段實現了92%的輻射效率與6.28 dBi的增益，驗證了其在衛(wèi)星通信前端模塊中的工程應用潛力。

相關研究成果發(fā)表在《先進陶瓷》（Journal of Advanced Ceramics）上。研究工作得到國家自然科學基金和中國科學院相關項目等的支持。