低温共烧陶瓷（Low Temperature Co-fired Ceramics,LTCC）技术已成为实现各类电子元器件小型化、模块化以及低成本化的重要途径,广泛应用于通信等领域,适用于LTCC技术的微波介质陶瓷正成为研究热点。目前低介电常数（ε_r）的LTCC微波介质陶瓷体系的应用较为成熟,而中、高介电常数LTCC微波介质陶瓷的研究和开发相对比较薄弱,特别是ε_r在45-70之间微波介质陶瓷体系更是鲜有报道,其难点在于既要降低烧结温度,又要兼顾材料介电性能以及LTCC工艺适应性（浆料制备以及与电极共烧等）。本文以制备中介电常数（ε_r=45-70）LTCC微波介质材料为目标,对Ba₃Ti₄Nb₄O₂₁（简称BTN）陶瓷进行了低温烧结、离子置换改性以及LTCC工艺适应性的研究,解决三者难以兼顾的问题,研究内容及成果如下:（一）以降低BTN陶瓷的烧结温度和提高介电性能为目的,研究了B₂O₃、CuO、MnCO₃-CuO以及ZBS等多种助剂对BTN陶瓷烧结特性、显微结构及介电性能的影响。研究结果表明:烧结助剂在烧结过程中有液相生成,主要以溶解-沉淀方式进行传质,从而有效地促进了陶瓷在低温下烧结。单一B₂O₃或CuO助剂降温效果有限,1wt%B₂O₃与1wt%CuO将BTN陶瓷的烧结温度从1280℃分别降至1100℃和975℃。采用预烧合成的MnCO₃-CuO（简称MC）助剂在保持CuO降温效果的同时改善了陶瓷的Q×f值。MC和ZBS复合掺杂更好地促进了BTN陶瓷的烧结,添加1wt%MC与2wt%ZBS复合助剂的BTN陶瓷在900℃烧结致密,其Q×f值等于13500GHz,优于文献报道的添加LBS玻璃的Q×f值（仅为3000GHz）,但频率温度系数τ_f偏大,达到42×10^-6/℃。（二）为减小低温烧结BTN陶瓷的τ_f,系统研究了A位(Ba²⁺)、B位(Ti⁴⁺)离子置换对BTN陶瓷微波介电性能的影响。Mg²⁺、Ca²⁺置换Ba²⁺产生了大量MgTi₂O₅、Ti_1/2Mg_1/6Nb_1/3O₂、CaNb₂O₆、Ca₃Nb₂Ti₃O₁₄等第二相,导致Q×f值大幅度降低。Sr²⁺置换Ba²⁺则形成连续固溶体并导致晶格收缩,无其它杂质相形成,陶瓷的ε_r与τ_f略有增加。Zr⁴⁺、Sn⁴⁺、(Zn_1/3Nb_2/3)⁴⁺和(Fe_1/2Nb_1/2)⁴⁺置换Ti⁴⁺均形成了连续固溶体,B位离子置换导致氧八面体倾斜加剧有效减小了BTN陶瓷的τ_f。(Zn_1/3Nb_2/3)⁴⁺置换Ti⁴⁺后所得的陶瓷各项性能最佳,当置换量为50mol%时,τ_f降至20×10^-6/℃,Q×f值提高到15700GHz。其它A位、B位离子置换不同程度地降低了BTN陶瓷的Q×f值。（三）在BTN陶瓷低温烧结及离子置换改性基础上,系统研究了其浆料特性以及与银电极共烧匹配性,获得了具有应用价值的配方及工艺。添加1wt%MC和1wt%ZBS的Ba₃Ti₂(Zn_1/3Nb_2/3)₂Nb₄O₂₁陶瓷在900℃烧结致密,其介电性能:ε_r=53,Q×f=14800GHz,τ_f=6×10^-6/℃。该陶瓷粉料能配制成均匀稳定的水基流延浆料,流延成型的膜片表面平整致密。陶瓷膜片与Ag电极共烧界面结合紧密,无明显扩散反应现象,具有良好的共烧匹配性,是一种具有应用价值的中介电常数LTCC微波介质材料。