随着低温共烧陶瓷（LTCC）技术的广泛使用,研究与制备低成本、低烧结温度、中高介电常数、低损耗、近零谐振频率温度系数、且与金属电极烧结匹配的新型微波介质陶瓷成为人们研究的热点。本文选择烧结温度较低的Li₂ZnTi₃O₈微波介质陶瓷作为研究对象,利用X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、拉曼光谱、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）和网络分析仪等仪器系统地研究了制备方法（固相合成法和熔盐法）、烧结工艺（常规固相烧结法和反应烧结法）、相组成、微观结构和微波介电性能之间的内在关系,并探讨了其介电机理,最终制备出微波介电性能优异的Li₂ZnTi₃O₈微波介质陶瓷,并实现其低温烧结。首先研究了常规固相烧结工艺对Li₂ZnTi₃O₈陶瓷结构和微波介电性能的影响规律,并探讨了分子极化率、原子堆积密度、Ti元素价态、键价和键能等微观结构与宏观微波介电性能之间的内在联系。最终确定了Li₂ZnTi₃O₈陶瓷的最佳烧结工艺参数,预烧温度、烧结温度和升温速率分别为900℃、1075℃和3℃/min,此时陶瓷的综合微波介电性能最佳:εr=26.6,Q×f=83563 GHz,ηf=-12.4 ppm/°C。对Li₂ZnTi₃O₈陶瓷的晶格振动模式进行了分类和标定,并研究了陶瓷晶格振动与微波介电性能之间的内在联系。Li₂ZnTi₃O₈陶瓷的εr和Q×f值分别与其拉曼光谱中A1g（1）模的位移和半峰宽有关。通过阻抗谱等技术得到了室温下Li₂ZnTi₃O₈陶瓷电导率与介电损耗频率频谱,并讨论了不同频率范围内Li₂ZnTi₃O₈陶瓷的介电损耗机制。采用熔盐法制备了Li₂ZnTi₃O₈陶瓷,并详细研究了熔盐类型对材料的烧结特性、显微组织和微波介电性能的影响规律。对比常规固相烧结法,利用Na Cl-KCl、Li Cl和Zn Cl2熔盐均能制备出粒度较小、表面活性高的Li₂ZnTi₃O₈粉末,并能有效降低陶瓷粉末合成温度和陶瓷的烧结温度,但同时会不同程度地降低陶瓷的微波介电性能。当熔盐为Zn Cl2、预烧温度为600℃时,Li₂ZnTi₃O₈陶瓷致密化温度为975℃,此时其具有相对较好的微波介电性能:εr=26.68,Q×f=67724 GHz,ηf=-11.5 ppm/℃。研究了反应烧结工艺对Li₂ZnTi₃O₈陶瓷的微观结构、有序-无序相变和微波介电性能的影响规律,并探讨了其有序-无序相变对其显微组织形貌和Q×f值的作用机理。随着反应烧结温度从975℃升高至1075℃,陶瓷中Li₂ZnTi₃O₈会从有序相转变为无序相,导致晶粒形貌从等轴状转变为四方形,其Q×f值明显减小。经1025℃保温6h反应烧结所得Li₂ZnTi₃O₈陶瓷具有致密的显微组织和较优的微波介电性能:εr=25.8,Q×f=77100 GHz,ηf=-12.4 ppm/°C。研究了B2O₃、Bi2O₃、Zn O-B2O₃-Si O2玻璃及Zn O-La2O₃-B2O₃玻璃四种烧结助剂对Li₂ZnTi₃O₈陶瓷相组成、烧结特性和微波介电性能的影响。四种烧结助剂均能显著降低Li₂ZnTi₃O₈陶瓷的烧结温度至925℃左右,其低温烧结机制主要为液相助烧和缺陷活化烧结机制。当掺入助烧剂后,陶瓷的εr、Q×f值和ηf值均为相应地发生变化,这主要与第二相及助烧剂自身特性相关。总的来说,Bi2O₃和Zn O-La2O₃-B2O₃玻璃助烧剂使陶瓷Q×f值的降低幅度较大,而B2O₃和Zn O-B2O₃-Si O2玻璃对其Q×f值的影响相对较小。当B2O₃添加量为1.0wt%时,Li₂ZnTi₃O₈陶瓷经925℃烧结后具有良好的微波介电性能:εr=24.96,Q×f=49600GHz,ηf=-11.3ppm/℃。当ZBS添加量为0.75 wt%时,Li₂ZnTi₃O₈陶瓷经925℃烧结后具有较优的微波介电性能:εr=25.61,Q×f=51615GHz,ηf=-11.78ppm/℃。研究了Ca Ti O₃、Ba3（VO4）2和Li2Ti O₃复合掺杂对Li₂ZnTi₃O₈+0.75wt%ZBS陶瓷的烧结特性和微波介电性能的影响规律。研究表明,Ca Ti O₃使陶瓷Q×f值的降低幅度较大,Ba3（VO4）2和Li2Ti O₃均能明显改善陶瓷的Q×f值。当采用Ba3（VO4）2复合掺杂时,陶瓷相组成中会出现少量低熔点的Zn3（VO4）2和Li Zn VO4杂相,这会进一步降低其烧结温度,并提高其相对密度,从而对其Q×f值略有提高。0.85Li₂ZnTi₃O₈-0.15Ba3（VO4）2+0.75wt%ZBS陶瓷经850℃烧结4h后得到了较优异的微波介电性能:εr=22.30,Q×f=53966GHz,ηf=-2.40ppm/℃。Li2Ti O₃复合掺杂虽然不利于陶瓷的致密化烧结,但会显著提高其Q×f值,这与Zn2+进入Li2Ti O₃晶格使其有序畴尺寸减小并能起到稳定晶界的作用相关。当ZBS添加量为1.0 wt%时,0.6Li₂ZnTi₃O₈-0.4Li2Ti O₃陶瓷经900℃烧结后具有较好的微波介电性能:εr=25.4,Q×f=86400GHz,ηf=-1.0ppm/℃,且与Ag具有良好的化学兼容性,有望作为一种新型的LTCC陶瓷用于制作多层微波器件。研究了离子取代对Li₂ZnTi₃O₈陶瓷结构和微波介电性能的影响机理。结果表明,Co2+微量取代可以明显提高Li₂ZnTi₃O₈陶瓷的Q×f值,但Co2+取代量较大时其Q×f值会逐渐降低,这与其原子堆积密度密切相关。Ni2+微量取代时,Li2Zn1-xNixTi3O8陶瓷的Q×f值与其原子堆积密度变化趋势相反,这是由于Ni2+离子会增加材料的电子电导导致的。随着Sn4+取代量的增大,Li2Zn（Ti1-xSnx）3O8陶瓷的Q×f值先增大后减小,在x=0.08时达到最大值,这与其较大平均晶粒尺寸和Sn O2第二相直接相关。当Nb5+取代量低于20%时,Li2Zn（Ti1-xNbx）3O8陶瓷的Q×f值均随着Nb5+取代量的增大而逐渐增大,这与氧空位和Ti3+离子等晶格缺陷的生成受到抑制相关;当Nb5+取代量为20%时,Nb5+取代机制转变为等价取代,导致第二相Li Zn Nb O4的生成,从而使其Q×f值明显减小。