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本发明公开了基于冷烧结工艺制备LiF基核-壳结构微波介质陶瓷的方法:(1)将CaCO_3和TiO_2按CaTiO_3化学计量比配料,球磨烘干,过筛得粉料;(2)将制得的粉料在高温下煅烧后,二次球磨并过筛得粉料;(3)将制得的粉料压制成生坯,在高温下烧结制得致密的CaTiO_3陶瓷块体;(4)在LiF粉末中添加去离子水,研磨混合均匀;(5)将润湿的部分LiF粉末置于模具中,预压后加入CaTiO_3陶瓷块体,后将剩余的LiF粉末加入所述模具中,预压后使LiF包覆CaTiO_3陶瓷块体得到LiF-CaTiO_3陶瓷生坯;(6)将所述模具置于热压机中,使LiF-CaTiO_3陶瓷生坯在300-600MPa压力与100-200℃条件下冷烧结处理;冷烧结结束后获得初步致密化的陶瓷生坯;(7)将所得的陶瓷生坯进行热处理,得到具有核-壳结构的致密化LiF-CaTiO_3陶瓷。