高介微波介质陶瓷及LTCC微波陶瓷材料对微波器件的小型化和集成化有着至关重要的作用。本文以正交钨青铜结构的Ba_3.75Nd_9.5Ti₁₈O₅₄（BNT,ε_r～85）和正交钙钛矿结构的Ca_0.61Nd_0.26Ti O₃（CNT,ε_r～107）高介微波陶瓷为研究对象,对其存在的Ti还原问题展开深入、系统的研究。此外,本文通过选取合适的烧结助剂制备出了BNT和CNT基高介LTCC微波介质陶瓷材料。本文主要研究成果如下:（1）首先用四种不同的低价金属离子(Cu²⁺、Cr³⁺、Al³⁺、Mn²⁺)对BNT陶瓷进行B位等量取代,有效地抑制了BNT陶瓷中弱束缚电子与晶格Ti的结合,进而阻止Ti还原的发生;而且还能降低BNT陶瓷的电导率,从而提升其Q×f值。用复合离子(Al_0.5Nb_0.5)⁴⁺对BNT陶瓷（BNTAN）进行等价的B位取代不仅在一定程度上可以提升陶瓷的Q×f值,还能持续降低体系的τ_f值,当(Al_0.5Nb_0.5)⁴⁺取代量为x=2时,BNT陶瓷的τ_f值降低到+0.3 ppm/℃。通过分析BNTAN样品的拉曼光谱发现:晶胞体积减小使得氧八面体收缩、扭曲,拉曼位移随之增加。氧八面体的收缩、扭曲造成了体系谐振频率温度系数的降低。晶胞体积的收缩减小了电子活动的空间,离子的电子云分布空间随之收缩,离子极化率变小,所以样品介电常数减小。在前人的研究基础上,对BNT陶瓷进行了A、B位的协同取代研究。用离子半径较小的Sm³⁺取代Ba_3.75Nd_9.5Ti_17.5(Cr_0.5Nb_0.5)_0.5O₅₄（BNTCN）中的Nd³⁺,通过降低氧八面体的倾角来降低BNTCN体系的τ_f值。当Sm³⁺取代量为x=3时,样品的内部应变最小,Q×f值最大。（2）为了获得更高介电常数、低介质损耗的微波介质陶瓷,采用了五种不同金属离子(Cr³⁺、Al³⁺、Cu²⁺、Mn²⁺、Sn⁴⁺)对CNT陶瓷进行额外掺杂研究,发现Cr³⁺和Al³⁺比其它三种离子在抑制CNT陶瓷的Ti还原方面,效果更好,所以Cr³⁺和Al³⁺掺杂对陶瓷Q×f值的提升效果更显著。基于此,我们又设计研究了Ca_0.61Nd_0.26Ti_1-xCr_xO₃（CNTC）陶瓷样品。结果表明,CNTC样品介电常数的降低不仅与样品的晶粒尺寸和离子极化率的降低有关,还依赖于Ca-O、Nd-O及B-O键的离子性的降低。当x=0.01时,CNTC样品的Q×f值达到最大,为16078GHz。在此基础上,分别用两种含Cr的复合离子(Cr_0.5Ta_0.5)⁴⁺和(Cr_0.5Nb_0.5)⁴⁺对CNT陶瓷（CNTCT、CNTCN）进行了B位取代研究。CNTCT和CNTCN样品在x=0～0.1范围内均表现为单一正交钙钛矿结构的相。而且,两种含Cr的CNTC和CNTCT陶瓷样品在770 cm^-1处都出现新的拉曼强峰,这表明Cr³⁺对CNT晶体内部电子云分布造成了巨大影响,从而加强或产生了拉曼峰。CNTCT和CNTCN样品的Q×f值分别在x=0.05和x=0.06时达到最大,分别为14860和14590 GHz。这三种离子取代都会明显地降低CNT陶瓷的介电常数和τ_f值。τ_f值的降低主要与CNT晶格中的氧八面体畸变度的降低有关。（3）本文研究的Ca_0.61Nd_0.26Ti_1-xAl_xO₃（CNTA）陶瓷样品的TEM结果表明,x=0.05的样品中存在超晶格结构。这种超晶格结构可能是由于B位离子Ti/Al有序排列造成的。XPS结果表明CNTA样品中的Ti还原在x=0.01时就被完全抑制,因此其Q×f值在x=0.01时就得到了大幅度提升。虽然Al³⁺取代会主动产生额外的氧空位,但是氧空位会与Al’_{T i}结合形成Al’_{T i}-_OV^··缺陷偶极子,在一定程度上降低氧空位的迁移率,从而降低样品的电导率和电导损耗。所以CNTA样品的Q×f值随着取代量的增加而一直升高。在所设计研究的Ca_0.61Nd_0.26Ti_1-x(Al_0.5Nb_0.5)_xO₃（x=0～0.12,CNTAN）样品中,x=0.12的样品出现B位1:1有序结构,这在一定程度上有利于样品Q×f值的提升。CNTAN样品中的Ti还原在x=0.04时可以被完全抑制。Al³⁺和(Al_0.5Nb_0.5)⁴⁺取代都会大幅度、持续地提升CNT陶瓷的Q×f值并在一定程度上改善其τ_f值。Ca_0.61Nd_0.26Ti_0.96(Al_0.5Nb_0.5)_0.04O₃样品的微波介电性能为:ε_r=102.4,Q×f=15300 GHz,τ_f=+242.5 ppm/℃。基于该陶瓷样品优异的微波介电性能,我们设计并制备了(Ca_0.61Nd_0.26)_1-x(Li_0.5Nd_0.5)_xTi_0.96(Al_0.5Nb_0.5)_0.04O₃（x=0～0.8,CLNTAN）陶瓷样品。当x=0.76时,CLNTAN样品的微波介电性能为:ε_r=129.2,Q×f=2210 GHz,τ_f=-1.4ppm/℃。拉曼光谱结果表明,CLNTAN样品的拉曼峰的半峰宽的不断增大,即拉曼振动阻尼增大,表明陶瓷样品内部损耗提升,所以样品Q×f值不断降低。（4）在高温下,熔融的LB助烧剂（Li₂O-B₂O₃-Si O₂和Ba O-Zn O-B₂O₃组合而成）形成的液相对BNTCN陶瓷有很好的浸润性,有效地降低了陶瓷的烧结激活能。所以,BNTCN的烧结温度从1390℃降低到了950℃。当LB助烧剂掺杂量为5 wt%时,BNTCN陶瓷在950oC下可烧结致密,并拥有极具竞争性的微波介电性能:ε_r=73.4,Q×f=5280 GHz,τ_f=+7.1 ppm/℃。此外,本文选择Ba O-Zn O-Li₂O-B₂O₃-Si O₂助烧剂成功地将Ca_0.244Li_0.3Nd_0.404Ti_0.96Al_0.02Nb_0.02O₃陶瓷的烧结温度从1230℃降低到了950℃。掺杂4 wt%BZLBS助烧剂的陶瓷样品在950oC下烧结后的微波介电性能为:ε_r=104.7,Q×f=2560 GHz,τ_f=-2.1 ppm/℃。