最近几年来立方钙钛矿结构的CaCu₃Ti₄O₁₂（CCTO）因其具有巨介电常数的独特性能（在无线电频率下,室温附近介电常数通常＞10⁴）,受到了广泛的关注。但是关于其巨介电响应的产生机理至今尚存争论,并且其较大的介电损耗也限制了其实用化。本文通过CCTO基陶瓷的组成设计、结构控制方法研究,寻求具有高介电常数,且损耗相对较小的电介质陶瓷材料体系,并探讨相应的物理机制。为此类材料的应用奠定基础。获得高纯度单相CCTO原料是高性能陶瓷制备的基础。本文针对合成单相CCTO的难点,详细研究了微波加热工艺路线对物相形成的影响。发现利用微波加热技术可以在较低的温度和较短时间内单相的CCTO粉料。CCTO陶瓷的显微结构对铁电性能有较大的影响。发现了其具有弛豫铁电体的特性,并且随着陶瓷晶粒的减小,其频率弥散性和弛豫强度随之增加。这是由于小晶粒上所承受的晶界所导致的应力更大的缘故。B位改性CCTO陶瓷研究了Ti的化学计量以及不同价态离子,Zr⁴⁺、Ta⁵⁺和Sc³⁺离子置换Ti⁴⁺的结构与介电性能。发现了CCTO陶瓷的绝缘性阻挡层的形成以及晶粒不连续生长与B位离子Ti在晶界的聚集相关。研究表明CCTO的巨介电性能与其陶瓷的显微结构密切相关。主要可以用具有Maxwell-Wagner界面弛豫特性的内部阻挡层电容器模型对其进行解释,而且在300-400K和450-550K之间,存在有两个界面弛豫过程,分别由晶界和畴壁所决定。当选取适合的取代量,在一定的工艺条件下可以获得具有较好介电性能的CCTO基陶瓷材料:（1）当0.5%molZr⁴⁺取代Ti时,CCTO基介质陶瓷的介电性能是:在-50-70℃之间,其介电常数＞5000,损耗＜0.08;（2）当Ta⁵⁺的取代量为0.5mol%的时候,1100℃烧结1小时的样品的介电常数＞20000,介电损耗＜0.09;（3）当Sc³⁺的取代量是为1.0%molTi的时候,样品的介电性能是:在KHz范围内,室温到100℃左右的范围内,其介电常数＞6000,介电损耗＜0.10。考虑SrTiO₃的低损耗性能,为有效降低CCTO陶瓷的介电损耗,本文研究了（1-x）CCTO-xSrTiO₃（x是体积含量）复合陶瓷的结构与介电性能。实验发现该陶瓷是典型的两相混合结构。其介电常数的变化规律符合Lichtenecker对数法则。并且由于SrTiO₃是良好的绝缘体,导致了陶瓷的绝缘电阻大幅度的增加,从而降低了介电损耗。当x=0.4的时候,1060℃烧结3小时的样品,在室温到150℃之间其无线电频率下的介电常数约为2000,损耗＜0.10,并且其介电性能的高温稳定性要优于现有的X7R电容器。