微波介质陶瓷是指应用于微波频段电路中作为介质材料并完成一种或多种功能的陶瓷 ，是现代通讯中广泛使用的谐振器、滤波器、介质基片、介质导波回路等微波元器件的关键材料。介质滤波器在光通信中也是必不可少的电子器件。微波介质谐振器与金属空腔谐振器相比 ，具有体积小、质量轻、温度稳定性好、价格便宜等优点。目前 ,微波介质陶瓷发展十分迅猛 ，已在便携式移动电话、汽车电话、无绳电话、电视卫星接受器、军事雷达及全球卫星定位系统 (GPS)等方面有着十分重要的应用 ，在现代通讯工具的小型化、集成化过程中正发挥着越来越大的作用^[1]。此类材料在性能上应满足以下要求以便于器件的小型化：尽可能高的介电常数ε_r，；尽可能小的介电损耗tanδ或高的品质因子Q值（Q=1/tanδ，常用Q#183;f来表示），以保证优良的选频特性；趋于零的谐振频率温度系数τ_f（τ_f=-α-τ_ε/2，式中α和τ_ε分别表示材料的热膨胀系数和介电常数温度系数），从而保证器件良好的温度稳定性。此外，还要求有低的成本。

微波介质陶瓷材料的低温烧结可归纳为 3 个方面：⑴添加低熔点氧化物或添加低熔点玻璃等烧结助剂；⑵选择自身烧结温度低的陶瓷材料体系；⑶改进粉体工艺方法^[2]。

掺入低熔点氧化物来降低介质材料的烧结温度是目前广泛使用的一种方法。微波介质陶瓷体系中，通过加入低熔点物质的方式来降低烧结温度的同时，助烧剂也会对本征体系材料产生一定的负面影响。例如，①体系材料的元素与低熔点氧化物之间可能会发生反应，致使主晶相含量减弱，或者发生替换产生氧空位和电子缺陷，增加损耗；②如果在烧结过程中有玻璃相的存在，会引起非本征损耗增加。日本在80年代初期，最先研究出微波Q值高的ZST 介质材料，其介电常数为 38左右，测试7GHz时无载Q值为7000，温度系数接近于零，微波介质材料领域的前所未有的重大突破。微观结构与性能是(Zr_0.8Sn_0.2)TiO₄(ZST)材料研究的重要部分，揭示了ZST材料的微观机理及分析它的结构、组分、与性能有重要意义，对我们分析Q值、介电性能及温度系数之间的关系有很重要作用，从而可以引导我们有目的、有针对性地改进材料体系的相关性能^[3]。

通常由固相反应法合成的微波介质陶瓷粉体粒径较大，粒度分布宽，组分不均匀；而采用化学方法合成时，由于是通过溶液来合成粉体，产物组分含量可精确控制，可实现分子/原子尺度水平上的混合，制得的粉体粒度分布窄，形貌规整，可在一 定程度上降低陶瓷材料的烧结温度，常用的湿化学方法包括溶胶-凝胶法、共沉淀法和水热法等^[4]。

低温共烧陶瓷(简称LTCC)技术。休斯公司最先研制开发出LTCC技术，它是一种新型材料技术。它是把低温烧结陶瓷粉体制造成为生瓷带。把生瓷带应用在集成基板上，再将生瓷带制备成需要样式，在将所需的无源器件与图案合并且叠压，温度低，制成无源器件的多维集成基板。LTCC技术主要用于高集成度等科学技术方面，其在低损耗、集成性、可靠性等设计方面都还有巨大的发展空间^[5]。

评价微波介质陶瓷材料的性能，主要看它的三个参数：介电常数﹑品质因数和谐振频率温度系数。人们在从事微波介质陶瓷材料的研究时，发现这三个参数之间往往相互制约，很难获得这三个参数都很好的材料。器件的小型化要求材料有高的介电常数。为提高材料的介电常数，采用高离子电价且单元晶胞体积小的材料，如包含钛氧八面体结构的材料。品质因数 Q 是微波系统能量损耗的一个度量标准。发现当采用微量轻离子取代，在基本不影响材料的介电常数的同时，能在一定程度上提高材料的Q#183;f 值^[6]。

研究显示，γ越大，Q越小。衰减系数γ决定于晶体结构的一致性，材料只要结构均一，高致密，晶粒生长均匀，减少杂质和缺陷，就能提高Q值。一般而言，湿化学合成制备方法(Sol-Gel法、水热法、共沉淀法等)能提高材料的均匀性、致密性，改善材料的性能^[7]。而采用添加助熔剂(如CuO、玻璃等)的方法也可以获得高致密度的陶瓷体^[8]。这些方法对于提高材料的烧结性能和微波性能都有一定的帮助。

气孔的存在将直接导致材料的致密性降低，降低了材料的烧结密度，增加了材料的介电损耗。烧结密度与材料的介电性能有很大的关系，烧结密度越大，材料的介电常数越高，同时损耗变小。研究表明:低的气孔率对于获得高品质因子起着重要的作用，并且由于气孔的介电常数远远低于基体的介电常数，它对材料的介电性能起着负作用^[9]。

锆锡钛系陶瓷系统是一类常见的中端材料,首先由村田制作所研制成功,应用频率为4-8GHz。此系列材料介电常数ε_r较低,Q值高,谐振频率温度系数τ_f值低。现在普遍采用(Zr_1-xSn_x)TiO₄。其中尤以(Zr_0.8Sn_0.2)TiO₄材料的微波性能最好^[10]。

对于(Zr_0.8Sn_0.2)TiO₄的预烧和烧结工艺，预烧温度对介电常数影响不大 ,但预烧温度过高或过低会使介电损耗增大;在一定范围内提高烧结温度能使介电常数增加，但烧结温度过高或过低也会使介电损耗增大^[11]。