本文综述了近年来微波介质陶瓷的发展概况和研究进展，在此基础上，确定了Li₂ZnTi₃O₈（LZT）微波介质陶瓷为本文的研究对象，采用差热-热重分析（DSC-TG）、X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、X射线能谱（EDS）等实验手段系统地研究了LZT微波介质陶瓷的烧结工艺、物相组成、显微组织与微波介电性能等之间的关系。采用传统的固相反应烧结技术制备得到LZT陶瓷，系统地研究了主要烧结工艺参数对LZT微波介质陶瓷的烧结特性、物相组成、显微组织及微波介电性能的影响。研究结果表明，经900℃/4h预烧，以3℃/min升温到1075℃保温4h后，所制陶瓷样品中仅存在单一的Li₂ZnTi₃O₈相，相对密度达到98.5％，晶粒大小均匀，且具有优异的介电性能ε_r=26.6，Q·f=75563GHz，τ₁=-12.4ppm/℃。研究了Li₂Mg_xZn_1-xTi₃O₈（0≤x≤1）陶瓷的烧结特性、物相组成、显微组织和微波介电性能。研究结果表明，当x=0.4时，在1075℃烧结4h所得陶瓷中仅只有单一的主晶相。随着x的增大，LZT陶瓷的相对密度和Q·f值先增加后减小，在x=0.4时，相对密度和Q·f值均达到极大值，分别为96.5%Q·f=59886GHz；LZT陶瓷的介电常数呈现增大趋势，但总体来说增幅不大，材料的值渐趋于正。当x=0.4时，在1075℃烧结4h所得Li2Mg0.4Zn0.6Ti3O8陶瓷晶粒大小分布均匀，且微波介电性能：ε_r=26.71， Q·f=59886GHz，τ₁=-7.1ppm/℃。研究了添加TiO（≤3.0wt.%）2对LZT陶瓷的烧结特性、物相组成、显微组织和微波介电性能的影响。研究表明，当TiO₂添加量小于2.0wt.%时，在1100℃烧结4h所得陶瓷中均只有单一的Li₂ZnTi₃O₈相；当TiO₂添加量增加到3.0wt.%时，所得陶瓷中会存在少量金红石相。随着TiO₂添加量的增加，所得LZT陶瓷的相对密度先增加后减小；当TiO₂的添加量为1.5wt.%时，在1100℃烧结4h所得LZT陶瓷的相对密度最高96.9%。随着TiO₂添加量的增加，所得LZT陶瓷的晶粒有合并长大的趋势，LZT陶瓷的介电常数呈现增大的趋势，谐振频率温度系数值渐趋于正。添加TiO₂对材料的品质因数Q·f值有很大影响，当TiO₂添加量为1.5wt.%时，在1100℃烧结4h所得LZT陶瓷的Q·f值为61153GHz，此时ε_r=26.53， τ₁=-5.8ppm/℃。研究了添加B₂O₃（≤2.5wt.%）对LZT陶瓷低温烧结的影响。研究结果表明，当B₂O₃添加量小于2.0wt.%时，在925℃烧结4h所得陶瓷中均为单一的Li₂ZnTi₃O₈相；当B₂O₃添加量为2.5wt.%时，所得陶瓷中会出现少量B₂O₃第二相。LZT陶瓷的相对密度随着B₂O₃添加量的增加先增大后减小；当B₂O₃添加量为1.5wt.%时，在925℃烧结4h所得LZT陶瓷的相对密度最高94.5%。添加B₂O₃能显著细化LZT陶瓷的晶粒，但对值影响不大。随着B₂O₃添加量的增加，LZT陶瓷的介电常数和Q·f值均先增大后减小，当B₂O₃的添加量为1.5wt.%时，在925℃烧结4h所得LZT陶瓷的微波介电性能：ε_r=24.96， Q·f=49600GHz，τ₁=-11.3ppm/℃。研究了添加Bi₂O₃（≤2.5wt.%）对LZT陶瓷低温烧结的影响。研究结果表明，当Bi₂O₃的添加量小于1.5wt.%时，在950℃烧结4h所得陶瓷中均只有单一的Li₂ZnTi₃O₈相；当Bi₂O₃的添加量超过1.5wt.%时，所得陶瓷中还会出现少量Bi2Ti2O7第二相。随着Bi₂O₃添加量的增加，LZT陶瓷的相对密度先大幅升高后平缓增加。添加Bi₂O₃能有效细化晶粒，并促进晶粒尺寸较均匀和晶粒的合并长大。随着Bi₂O₃添加量的增加，LZT陶瓷的介电常数渐趋增大，谐振频率温度系数值向的负的方向偏移。当Bi₂O₃添加量为1.0wt.%时，LZT陶瓷在950℃烧结4h后，相对密度为96.9%，表面组织致密性较好，且微波介电性能：ε_r=26.73， Q=36386GHz，τ₁=-15.4ppm/℃。研究了添加ZBS玻璃（≤1.0wt.%）对LZT陶瓷低温烧结的影响。研究结果表明，当ZBS玻璃添加量在1.0wt.%之内时，在925℃烧结4h所得陶瓷中均只有单一的Li₂ZnTi₃O₈相。当ZBS玻璃添加量小于0.5wt.%时，LZT陶瓷的相对密度随烧结温度的升高而持续增大；当ZBS玻璃添加量超过0.5wt%时，LZT陶瓷的相对密度随烧结温度的升高先增大，随后有所下降；当添加0.75wt.%ZBS玻璃时，在925℃烧结4h所得LZT陶瓷的相对密度高达95.9%。添加ZBS玻璃可极大细化LZT陶瓷的晶粒尺寸至1³μm。LZT陶瓷的介电常数和Q·f值的变化趋势与材料的相对密度的变化趋势大体一致，LZT陶瓷的值变化很小。当ZBS玻璃添加量为0.75wt.%时，在925℃烧结4h所得LZT陶瓷的微波介电性能为ε_r=25.61，Q=51615GHz，τ₁=-11.78ppm/℃。