BaO-ZnO-SiO₂系陶瓷具有较低的介电常数和介电损耗,成为毫米波器件用候选材料之一。本文选择BaO-ZnO-SiO₂三元系陶瓷为研究对象,利用X射线衍射（XRD）、拉曼光谱、扫描电镜（SEM）和网络分析仪等仪器系统地研究了陶瓷的制备工艺、相组成、显微组织和微波介电性能,并从晶体化学键参数和晶格振动出发,探讨了其微波介电性能的变化机理,最终制备出微波介电性能良好的Ba Zn₂Si₂O₇基LTCC陶瓷材料。采用固相烧结法制备了Ba₂Zn Si₂O₇和Ba Zn₂Si₂O₇陶瓷,并研究了其介电性能。Ba₂Zn Si₂O₇陶瓷经1115℃烧结后相对密度可达96.9%,具有较好的微波介电性能:ε_r=8.6,Q×f=19870GHz,τ_f=-35ppm/℃。Ba Zn₂Si₂O₇陶瓷经1125℃烧结后相对密度为97.4%,具有较优的微波介电性能:ε_r=9.48,Q×f=28000GHz,τ_f=-57ppm/℃。随着烧结温度的升高,Ba Zn₂Si₂O₇陶瓷均只存在单斜结构的LT-Ba Zn₂Si₂O₇相,其介电常数和Q×f值均呈现先增大后减小的趋势,介电常数的变化与其化学键离子性和A_g（1）模的拉曼位移相关,Q×f值则由其总晶格能和A_g（1）模的拉曼半峰宽决定,其τ_f值与Si-O键的键价正相关。研究了Sr²⁺、Ca²⁺离子取代Ba²⁺对Ba Zn₂Si₂O₇陶瓷结构和介电性能的影响。适量Sr²⁺离子取代Ba²⁺会促使陶瓷主晶相结构由单斜转变为正交,适量Ca²⁺离子取代不会改变陶瓷主晶相结构,但会生成Zn₂SiO₄和Ca₂Zn Si₂O₇第二相。当Sr²⁺、Ca²⁺离子完全取代后,陶瓷中存在Sr/Ca₂Zn Si₂O₇相和Zn₂SiO₄相。随着Sr²⁺离子取代量的增加,Ba_1-xSr_xZn₂Si₂O₇陶瓷的介电常数逐渐减小,Q×f值先增大后减小,在x=0.2时具有最大值,这与其分子极化率和A_g（1）模振动特性相关。最佳烧结温度所得Ba_1-xCa_xZn₂Si₂O₇陶瓷的介电常数、Q×f值和τ_f值均随着取代量的增大而逐渐减小,这主要与其相对密度及Zn₂SiO₄和Ca₂Zn Si₂O₇相的生成相关。研究了Co²⁺、Ni²⁺离子取代对Ba_0.8Sr_0.2Zn₂Si₂O₇陶瓷结构和介电性能的影响。Co²⁺、Ni²⁺离子取代均会使陶瓷主晶相结构由正交转变为单斜,Co²⁺离子可以在Ba_0.8Sr_0.2Zn₂Si₂O₇晶格中无限固溶,但Ni²⁺离子在其晶格中固溶度有限,当x≥1.5时Ba_0.8Sr_0.2Zn_2-xNi_xSi₂O₇陶瓷物相组成中包含Ba Si₂O₅和Ni O相。随Ni²⁺离子取代量增加,最佳烧结温度所得Ba_0.8Sr_0.2Zn_2-xNi_xSi₂O₇陶瓷的介电常数、Q×f值和τ_f值均逐渐减小。随着Co²⁺离子取代量增加,最佳烧结温度所得Ba_0.8Sr_0.2Zn_2-xCo_xSi₂O₇陶瓷的介电常数逐渐减小,Q×f值和τ_f值均先增大后减小。Ba_0.8Sr_0.2Zn_1.5Co_0.5Si₂O₇陶瓷经1185℃烧结后具有较好的微波介电性能:ε_r=8.7,Q×f=31442GHz,τ_f=-49ppm/℃。Ba₅Si₈O₂₁复合掺杂不仅可以将Ba_0.8Sr_0.2Zn_1.5Co_0.5Si₂O₇陶瓷的τ_f值调节近零,而且可以降低复合陶瓷的致密化温度至1080℃。Sr Ti O₃复合掺杂时会与Ba_0.8Sr_0.2Zn_1.5Co_0.5Si₂O₇相发生反应生成Sr₂Zn Si₂O₇相和未知相,因而不能很好的调节复合陶瓷的τ_f值。随着Ba₅Si₈O₂₁含量的增加,最佳烧结温度所得（1-x）Ba_0.8Sr_0.2Zn_1.5Co_0.5Si₂O₇-x Ba₅Si₈O₂₁陶瓷的介电常数和Q×f值逐渐减小,τ_f值逐渐向正值方向增大。当x=0.55时,复合陶瓷经1080℃烧结后具有较优的微波介电性能:ε_r=7.785,Q×f=23533GHz,τ_f=1.8ppm/℃。添加1wt%LMS烧结助剂即可将（1-x）Ba_0.8Sr_0.2Zn_1.5Co_0.5Si₂O₇-x Ba₅Si₈O₂₁陶瓷的烧结温度降低至900℃。0.45Ba_0.8Sr_0.2Zn_1.5Co_0.5Si₂O₇-0.55Ba₅Si₈O₂₁+1wt%LMS陶瓷经900℃烧结后显微组织较均匀致密,微波介电性能较优:ε_r=7.6,Q×f=19620GHz,τ_f=-3ppm/℃。