随着微波通信逐步往高频化方向发展,保障器件在高频下的工作性能与集成化显得尤为重要。这对微波介质陶瓷提出了更高的要求,即更高的工作稳定性,更低的介电损耗。堇青石(Mg₂Al₄Si₅O₁₈)微波介质陶瓷成本低廉、微波介电性能优异,具有良好的应用前景。本文通过固相法制备Mg₂Al₄Si₅O₁₈陶瓷,研究了制备工艺、掺杂改性等对材料微观结构和微波介电性能的影响。采用控制变量法探究Mg₂Al₄Si₅O₁₈陶瓷的制备工艺。研究了预烧温度和烧结温度对陶瓷微观结构和微波性能的影响,以及其他工艺对陶瓷品质因数的影响。通过改善Mg₂Al₄Si₅O₁₈陶瓷的制备工艺,使微波介电性能获得一定的提升:Q×f=52314 GHz,ε_r=4.86,τ_f=-28 ppm/℃。研究了MgO含量对Al₆Si₂O₁₃第二相的抑制作用。通过增加MgO的含量,有效抑制了Al₆Si₂O₁₃第二相的生成,获得单相堇青石陶瓷。添加MgO还可以改善陶瓷的微观结构,提高粒的均匀性。通过消除Al₆Si₂O₁₃第二相,显著提升了陶瓷的品质因数。在MgO过量0.2mol处获得了最佳的微波介电性能:ε_r=5.18,Q×f=86374GHz,τ_f=-27 ppm/℃。采用添加TiO₂的方式,调节Mg_2.2Al₄Si₅O_18.2的谐振频率温度系数。实验结果表明,TiO₂可以与Mg_2.2Al₄Si₅O_18.2形成固溶体,提高陶瓷的致密度,同时析出的金红石相能有效的调节Mg_2.2Al₄Si₅O_18.2陶瓷的频率温度系数。当TiO₂含量为6 wt.%时,陶瓷兼具高品质因数和高温度稳定性,其微波介电性能为Q×f=68264 GHz,ε_r=5.56,τ_f=-9.95 ppm/℃。在TiO₂含量为8 wt.%时,陶瓷具有近零的谐振频率温度系数τ_f=-3.62 ppm/℃,Q×f=56626 GHz,ε_r=5.84。研究了RO₂（R=Ce,Mn,Zr,Sn）对Mg₂Al₄Si₅O₁₈陶瓷材料微观结构和微波介电性能的影响。研究表明,RO₂（R=Ce,Mn,Zr,Sn）可以与Mg₂Al₄Si₅O₁₈形成固溶体,从而提高陶瓷的致密度。添加MnO₂能促进陶瓷晶粒的生长,提高陶瓷的品质因数。添加ZrO₂可以调节谐振频率温度系数。掺入CeO₂会促使β-堇青石转化为α-堇青石,导致陶瓷品质因数下降。加入SnO₂可以降低陶瓷的烧结温度,拓宽烧结区间,在60℃的范围内,Mg₂Al₄Si₅O₁₈-SnO₂陶瓷品质因数的波动小于5000 GHz。