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现代微波通讯系统的快速发展要求介质器件的小型化，为满足这一要求，多层片式元件逐渐发展起来。在多层结构中，为使陶瓷电介质能与电极材料共烧，必须降低陶瓷材料的烧结温度。作为Ba6-3xLn8+2xTi18O54系微波介质材料的重要一员，BaSm2Ti4O12具有优良的介电性能：εr～80.35，Q*f～8805GHz，τf～-11.7ppm/℃；其缺点在于烧结温度相对太高，达1300℃甚至更高。为了使之能用作多层微波组件材料，必须降低其烧结温度。在本论文中，我们选取BaSm2Ti4O12陶瓷作为研究对象，对其中低温烧结及微波介电性能进行了系统的研究。
当烧结样品随炉冷却时，由于Ti4+的还原，在空气中烧结的BaSm2Ti4O12陶瓷Q*f值极低，由此我们首先研究了退火处理及MgO的添加对BaSm2Ti4O12陶瓷介电性能的影响。结果表明，以2℃/min的降温速率退火3h，可以使部分Ti3+重新氧化，使样品的Q*f值大大提高。作为受主掺杂，Mg在一定程度上抑制了Ti4+的还原，促使Q*f值进一步提高。当添加MgO的量为0.3wt％时，可以获得良好的介电性能：εr=79.5，Q*f=9360GHz，τf=-8.76ppm/℃。
为降低BaSm2Ti4O12陶瓷的烧结温度，我们采用化学溶液技术(草酸盐共沉淀和聚合物前驱体法)来合成微细粉体，研究了相应过程的反应步骤及样品的烧结行为和介电性能。结果表明，采用草酸盐共沉淀法，前驱体在1300℃的高温下煅烧3h才能得到纯的BaSm2Ti4O12相，相比之下，聚合物前驱体法所需的合成温度则仅为1000℃。造成这一现象的主要原因在于两者具有截然不同的反应步骤。用草酸盐共沉淀法制备BaSm2TiO12时，样品烧结温度较高，而当采用聚合物前驱体法时，可以通过调节初始溶液的pH值来降低样品的烧结温度。
为降低样品的烧结温度，在BaSm2Ti4O12陶瓷中分别加入了B2O3-GeO2和CuO氧化物烧结助剂。研究结果表明，由于液相效应，两者的添加都可以有效地降低BaSm2Ti4O12陶瓷的烧结温度。添加2wt％ B2O3-GeO2，在1140℃烧结时，样品的相对密度高达～97％。添加B2O3-GeO2助烧剂的BaSm2Ti4O12陶瓷的介电性能受样品密度、烧结助剂的挥发及高Q值BaTi4O9/Ba2Ti9O20第二相的形成等因素影响。添加CuO时，BaSm2Ti4O12陶瓷的介电性能主要决定于富Ba贫Sm第二相的形成，该相的含量随烧结温度及CuO添加量的上升而增多。当添加1wt％CuO时，在1160℃烧结可以获得良好的介电性能：εr=75.8，Q*f=4914.6GHz，τf=-7.65ppm/℃。
添加4.5wt％LBSAC玻璃的BaSm2Ti4O12陶瓷可在～900℃烧结，CuO的添加可以进一步提高样品的烧结密度和介电性能。添加4.5wt％ LBSAC+1wt％CuO的样品具有良好的介电性能，在900℃烧结时，εr=57.8，Q*f=3823GHz，τf=2.15ppm/℃，在925℃烧结时，τf=61.1，Q*f=3823.7GHz，τf=3.521ppm/℃。由于La3+具有极高的离子介电极化率，它对Sm3+的取代可以提高样品的εr值，当取代量为5mol％时，900℃烧结样品的介电性能为：εr=59.5，Q*f=3851.5GHz，τf=9.548ppm/℃，可以作为一种优良的高介电常数LTCC材料使用。