当今,微波技术主要应用在通信、雷达、环境遥感和医学系统。微波能量的高频率和短波长使得分析和设计微波元件和系统变得困难,但微波介质陶瓷就能很好适应微波系统的小型化发展与革新。微波陶瓷全称微波介质陶瓷,是国内外的研究热点之一。微波介质陶瓷不仅可以具有良好的力学性能和化学稳定性,还可以因其高ε_r减小器件尺寸,因其高Q×f减小器件损耗,因其近零的τ_f获得温度稳定性,微波介质陶瓷广泛应用于微波通信系统的关键性元器件如谐振器,滤波器,电容器,振荡器、波导回路、介质天线基板等。因此研究低成本且性能更优异的微波介质陶瓷材料是微波领域发展的关键。本论文中的微波介质陶瓷样品都是采用传统固相法制备的,选择以Li₂Zn₃Ti₄O₁₂微波介质陶瓷材料为研究对象,分析了掺杂LiF、锂和锌元素的非化学计量比以及引入钙元素对陶瓷材料的相组成、微观结构和介电性能,最后得到以下几个主要研究成果:1.为了对Li₂Zn₃Ti₄O₁₂微波陶瓷材料进行降烧,使其可以应用于LTCC制造技术中。当LiF的掺杂量增加时,开始观察到LiF相,Li F与Li₂Zn₃Ti₄O₁₂不反应,当掺入LiF量为1 wt.%时,陶瓷在900℃烧结时能获得烧结致密,介电性能较优的陶瓷,其介电性能为:εr=17.9,Q×f=47983 GHz,τf=-48.3 ppm/℃。2.为了调节Li₂Zn₃Ti₄O₁₂陶瓷的谐振频率温度系数至近零左右,通过一次固相法合成工艺制备出(Li₂Zn_3-xTi_4-xO_12-3x)-xCaTiO₃（x=0.00-0.32）微波介质陶瓷,Ca的引入使陶瓷产生了第二相CaTiO₃相,Ca没能进人Zn位。x值从0.00增加到0.32时,谐振频率温度系数从-48 ppm/℃增加到9.12 ppm/℃。当x=0.28时,(Li₂Zn_3-xTi_4-xO_12-3x)-xCaTiO₃陶瓷材料在1200℃烧结4h性能最优,其微波介电性能为:ε_r=23.5,Q×f=55604 GHz,τf=0 ppm/℃。3.为了得到介电性能更优的陶瓷材料,对Li₂Zn₃Ti₄O₁₂进行了Li和Zn的非化学计量比研究。采用固相法一次合成工艺,制备Li₂Zn_3-xTi₄O_12-x（x=0.00-0.50）和Li_2-xZn₃Ti₄O_12-0.5x（x=-0.20-0.20）微波介质陶瓷材料。在Li₂Zn_3-xTi₄O_12-x材料中,当x=0.30时,Li₂Zn_3-xTi₄O_12-x陶瓷材料在1200℃烧结4h,得到最佳微波介电性能为:ε_r=21,Q×f=64951 GHz,τf=-42.3 ppm/℃。在Li_2-xZn₃Ti₄O_12-0.5x（x=-0.20-0.20）介质陶瓷中,当x的值从-0.20逐渐增大到0.20,陶瓷的谐振频率温度系数τ_f值从-48.3 ppm/℃改善到-20.4 ppm/℃。当x=0.15时,Li_2-xZn₃Ti₄O_12-0.5x陶瓷材料在1200℃烧结温度下烧结4h具有最佳微波介电性能:ε_r=20.3,Q×f=68817 GHz,τ_f=-25.7 ppm/℃。