近年来,通信系统的高速化和电子元器件的小型化加速了无线通讯行业的发展。以此为背景,行业中对相关微波器件的要求愈发严格,需要具有更高介电常数、品质因数以及良好的温度稳定性的微波介质材料。目前,许多商用中介微波介质材料均是钛酸基陶瓷,如Zr_xSn_yTi_zO₄（x+y+z=2）系,BaO-TiO₂系等。其中,Zr_0.8Sn_0.2TiO₄（ZST）陶瓷因其高介电常数和近零的温度系数而被广泛应用。ZST陶瓷在不添加助烧剂的情况下,烧结温度高且难以致密,这一点制约了其在实际生产中的应用。此前,大量研究探讨了ZST陶瓷的助烧剂改性。本文拟以Zr_0.8Sn_0.2TiO₄（ZST）陶瓷的双离子取代烧结为研究对象,使用固相烧结法,从研究ZST陶瓷的制备工艺入手,重点探寻双离子取代的含量对材料烧结特性和介电性能的影响规律,同时对取代后引发的晶体内化学缺陷进行了深入研究。研究成果如下:（1）探讨了两种不同球磨分散剂对ZST陶瓷烧结样品各项性能的影响,包括相成分、微观结构、微波性能等。本文选取了去离子水和无水乙醇两种溶剂作为分散剂,比较了分别使用这两种分散剂时ZST混合粉末的分散特性以及预烧粉和烧结样品的各项性能。实验发现:乙醇分子在其羟基作用下会形成链状结构,使得乙醇溶液粘滞性增强,其次乙醇分子会与氧化物通过羟基弱作用力相连,这均会导致氧化物颗粒在乙醇溶液中分散时的团聚和沉降现象,从而影响ZST的烧结特性和微波介电性能;使用去离子水作为分散剂时ZST陶瓷可以在更低的烧结温度获得更好的微波性能:ε_r=39.83,Q×f=33700 GHz,τ_f=+3.5 ppm/°C。（2）根据离子半径的大小,本文选取了(Zn_1/3Nb_2/3)⁴⁺取代Zr_0.8Sn_0.2TiO₄中的Zr⁴⁺离子,即材料体系为Zr_0.8-x(Zn_1/3Nb_2/3)_x Sn_0.2TiO₄。实验发现:在Zr_0.8-x(Zn_1/3Nb_2/3)_xSn_0.2TiO₄体系中,使用(Zn_1/3Nb_2/3)⁴⁺取代ZST中5 mol%的Zr⁴⁺时可以获得最佳微波介电性能（ε_r≈39,Q×f=46000 GHz,τ_f≈0 ppm/°C）,随着取代量继续增加介电损耗逐渐增加;掺入正二价和正五价阳离子后,为保持晶体局部电中性会激发电子补偿机制,产生氧空位等化学缺陷,氧空位捕获自由电子为周围Ti⁴⁺所共用,导致了Ti⁴⁺的还原反应,从而影响材料微波介电性能。（3）根据离子半径的大小,本文选取了(Al_1/2Nb_1/2)⁴⁺取代Zr_0.8Sn_0.2TiO₄中的Ti⁴⁺离子,即材料体系为Zr_0.8Sn_0.2Ti_1-x(Al_1/2Nb_1/2)_xO₄。实验发现:在Zr_0.8Sn_0.2Ti_1-x(Al_1/2Nb_1/2)_xO₄体系中,使用(Al_1/2Nb_1/2)⁴⁺取代ZST中20 mol%的Ti⁴⁺时可以获得最佳微波介电性能（ε_r=35.8,Q×f=43600 GHz,τ_f≈0 ppm/°C）,随着取代量继续增加介电损耗逐渐增大,当使用(Al_1/2Nb_1/2)⁴⁺替代ZST中80 mol%的Ti⁴⁺时体系依然保持单相,并且体系的τ_f值始终保持在0^-30 ppm/°C之间,具有良好的温度稳定性;掺入正三价和正五价阳离子后,为保持晶体局部电中性会激发电子补偿机制,产生氧空位等化学缺陷,氧空位捕获自由电子为周围Ti⁴⁺所共用,导致了Ti⁴⁺的还原反应,从而影响材料微波介电性能。