随着微波技术的发展，移动通信终端正向小型化，集成化，轻量化，高可靠性，低成本方向发展。低温共烧陶瓷(LTCC)技术作为实现这些目标的较理想选择，得到了迅速的发展。LTCC技术要求微波介质材料能在低于920℃烧结，添加低熔点玻璃是实现微波介质陶瓷低温烧结最有效的途径，但目前尚缺乏对玻璃烧结助剂的系统化研究。　　 单一纯相的Ba2Ti9O20拥有适当的介电常数(εr=39.8)，较高的品质因数(在4GHz时，其Q值>8000)，而且共振频率对温度的变化稳定(τf=2ppm/oC)。Ba2Ti9O20所具有的微波特性适合应用在高频介电共振器上，它因此是目前应用在高频微波组件的重要材料之一。但Ba2Ti9O20的单相难于合成，而过高的烧结温度也使之无法直接应用于LTCC技术中。　　 BaO-B2O3-ZnO(BBZ)系统玻璃是一种较新的烧结助剂材料，可用于Ba2Ti9O20等陶瓷的低温烧结，表现了较好的物理化学特性，有较大的实际应用潜力。本文运用DSC、CTE、XRD、IR和Raman等实验手段，较系统地研究了该系统玻璃的组成、结构和性能的关系。在此基础上选择有代表性的玻璃组成，深入研究了BBZ玻璃添加量和组成变化对Ba2Ti9O20陶瓷低温烧结行为和微波介电性能的影响，揭示低温烧结材料的烧结机理。　　 本论文工作的得到的主要结论是：　　 1.在BBZ玻璃中，B2O3是网络形成体氧化物，玻璃网络结构的基本单元是[BO3]和[BO4]两种配位体，它们构成了复杂的硼酸盐基团，主要包括：双硼酸盐(diborate)，正硼酸盐(orthoborate)，焦硼酸盐(pyroborate)基团和环状偏硼酸盐(ring-type metaborate)基团。随着玻璃成分中B2O3含量的减少，[BO4]逐渐向[BO3]转变，与此同时，聚合度较高的双硼酸盐基团会向聚合度较低的正、焦硼酸盐和环状鹏硼酸盐集团转变，玻璃网络结构聚合程度随之降低。　　 2.当玻璃成分中B2O3含量减少，同时保持BaO/ZnO比例不变时，玻璃的转变温度(Tg)、膨胀软化温度(Tf)和析晶温度(Tc)都逐渐降低，而膨胀系数(α)逐渐增大。这些物性变化都是由于B2O3含量减少导致玻璃网络结构的聚合程度降低而引起的。这一变化进而引起玻璃析晶倾向增强。而当B2O3含量不变，网络中间体ZnO含量减少，网络外体BaO含量增加时，同样会导致Tg、Tf、Tc和Tm的降低以及α的升高。这是由于B2O3含量不变，网络中间体减少，外体增加同样会引起玻璃网络结构聚合程度的降低。　　 3.BBZ玻璃可以有效的降低Ba2Ti9O20陶瓷的烧结温度，当BBZ玻璃添加量大于20wt％时，陶瓷的致密化温度可降至低于920℃。添加BBZ玻璃的Ba2Ti9O20陶瓷的烧结主要有如下三个过程：(1)由于玻璃的软化，在约500℃时烧结体出现一个较小的收缩过程；(2)BBZ玻璃在约600℃附近析晶，并导致烧结体在600～800℃之间烧结体停止收缩；(3)玻璃析出的主要晶相在800℃附近熔化，形成大量低粘度液相，材料迅速致密化，烧结体的出现大幅度收缩，并在880～920℃范围内，完成液相烧结过程。烧结体中除Ba2Ti9O20相外，还包括残余玻璃相与Ba2Ti9O20相发生反应生成BaTi(BO3)2相。　　 4.当玻璃助剂中的B2O3含量减少，BaO/ZnO比不变，或B2O3含量不变，BaO/ZnO比增大时，均会引起陶瓷烧结温度的升高，而介电性能会得到优化，最大介电常数值与Q×f值均会增大。这些改变是由于玻璃成分改变后，其热学性能和析晶倾向发生变化，同时材料最终形成的物相种类和数量也发生改变。　　 5.添加30BaO-4082O3-30ZnO的Ba2Ti9O20陶瓷烧结温度随玻璃的添加量增加而减少，玻璃添加量在20wt％以上时，陶瓷烧结温度可低于920℃。陶瓷的介电常数随玻璃添加量增加而减小，而其Qxf值随玻璃添加量增加而增大，而τf则会迅速减小。这是因为玻璃析晶熔融相与Ba2Ti9O20陶瓷反应生成的BaTi(BO3)2相本身有很高的Q×f值，但介电常数较低(11.5)，而随玻璃添加量的增多，反应生成的BaTi(BO3)2相也会随之增加。　　 6.添加20wt％30BaO-4082O3-30ZnO的Ba2Ti9O20陶瓷900℃时烧结2小时的微波介电性能为：εr=26.6，Q×f=11952GHz，τf=-6.6 ppm/oC。