随着微波技术的高速发展,需要具有低温烧结的高性能的微波介质材料来满足微波元器件微型化发展要求。钛酸锌陶瓷中偏钛酸锌具有谐振频率温度系数小、介电常数高、品质因数高等优良微波介电性能,同时具有较低的烧结温度（约1100℃）,是一种有望很快实用化的微波介质材料;但是在950℃以上,钛酸锌陶瓷中微波介电性能较好的钛铁矿型ZnTiO₃相易受热发生分解反应生成微波介电性能较差的尖晶石型Zn₂TiO₄相和金红石相,利用传统的固相烧结法很难制备出单一相ZnTiO₃陶瓷材料。能否制备出纯相偏钛酸锌ZnTiO₃,以及提高其微波介电性能,是制备优良微波介电性能低温共烧钛酸锌陶瓷材料的关键。本文针对这一难题从以下几个方面展开研究。在微波水热条件下,探索单一相偏钛酸锌ZnTiO₃的合成途径,分别从合成粉体的前驱体、矿化剂及其浓度、填充度、反应温度、反应时间等方面进行研究,通过对不同条件下合成的钛酸锌陶瓷样品进行XRD分析并烧结后进行SEM分析,确定在微波水热条件下,钛酸锌陶瓷中六方钛铁矿型ZnTiO₃相的最佳前驱体是ZnCl₂和TiCl₄、最佳矿化剂是NaOH以及浓度为12mol/L、最佳填充度为80%、最佳反应温度为220℃、最佳反应时间为60min。对合成后的样品在980℃下进行烧结,在6GHz的频率下测试其介电性能为:ε≈25、Qf≈32000GHz、τ_f≈-48ppm/℃。用微波水热法对ABO₃六方钛铁矿型ZnTiO₃相中A位Zn²⁺进行Mg²⁺和Co²⁺双离子复合取代研究,利用XRD和SEM等测试技术研究Mg²⁺和Co²⁺双离子复合掺杂量的变化对六方ZnTiO₃相的热稳定性和钛酸锌陶瓷物相及显微结构的影响。研究表明:当Mg²⁺和Co²⁺双离子复合掺杂量为0.1mol时,六方ZnTiO₃相的分解温度约增加60℃;适量的双元复合取代能够提高六方ZnTiO₃相的热稳定性,细化ZnTiO₃晶粒及促进ZnTiO₃烧结致密化程度的提高。研究双元复合取代Zn²⁺离子钛酸锌陶瓷的微波介电性能发现:微波介电性能较好的Zn_0.93(Mg_1/2Co_1/2)_0.07TiO₃微波介质材料能在980℃下烧结,其微波介电常数ε_r约为29,品质因数Qf值约为48000GHz,谐振频率温度系数τ_f=0 ppm/℃。