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Ba6-3xNd8+2xTi18O54系列陶瓷因具有高介电常数及高品质因数而得以广泛研究。但其较高的谐振频率温度系数阻碍了其实际应用。为了获得温度稳定性较好的微波介质材料，本文选取Ba3.75Nd9.5Ti18O54微波介质陶瓷作为基础配方,对其进行离子取代及掺杂的方式改性并对其取代机理及改性后的微观结构、微波性能等进行了研究。主要研究内容如下： 1.首先采用低熔点氧化物MoO3进行掺杂，并对样品的微波介电性能进行测试，同时对其相组成、微观结构进行了研究。实验表明所有样品的主晶相均为具有钙钛矿结构的BaNd2Ti4O12相，随着掺杂量的增加，样品的密度显著降低，样品的介电损耗先减少后增加，τf随着掺杂量的增大而减小。在1330℃下烧结2h，掺杂量为0.5wt%的MoO3时能获得具有最佳微波介电性能的陶瓷：εr=74.9,Q×f=9512GHz,τf≈+48.7ppm/℃。 2.根据克劳休斯-莫索缔方程，微波介质陶瓷的频率温度系数主要取决于A、B位离子的平均离子半径比。故本文主要研究了B位取代对Ba3.75Nd9.5Ti18O54微波介质陶瓷的微观结构及介电性能的影响。 (1)根据许容因子理论，对(Ba0.98Sr0.02)3.75Nd9.5Ti18-y(Zn1/3Nb2/3)yO54(0≤y≤2.5)系列陶瓷进行制备与研究发现，当y>1.0时，体系内会出现第二相NdNbTiO6。随着取代量的增加，样品的密度降低，介电损耗增加,由于第二相的存在，τf出现先下降后反弹的现象。实验结果表明，(Ba0.98Sr0.02)3.75Nd9.5Ti18-y(Zn1/3Nb2/3)yO54(y=1.0)陶瓷在1450℃下烧结2h能获得具有最佳微波介电性能的陶瓷：εr=85.2,Qf=5989GHz,τf=+14.8ppm/℃。 (2)采用适量的Cr3+取代Ti4+并对其取代后的相组成及微观结构进行分析，实验结果表明，随着取代量的增加，样品的密度及介电常数降低，但适量的取代物能降低体系的介电损耗。同时，随着取代量的增加，τf减少。Ba3.75Nd9.5Ti18-y(Cr)yO54(y=0.5)陶瓷在1420℃下烧结2h具有最佳的微波介电性能：εr=81.2,Qf=11294GHz,τf=+39.2ppm/℃。 (3)为了进一步提高介电常数，通过对Ba3.75Nd9.5Ti18-y(Cr1/2Nb1/2)yO54(0≤y≤3.0)陶瓷的制备研究发现，随着取代量的增加，样品没有第二相的生成，样品的密度及介电常数均下降。由于Cr3+取代可以抑制Ti4+被还原，适量的取代物能降低体系的介电损耗，同时根据许容因子理论，随着取代量的增加,τf减少。Ba3.75Nd9.5Ti18-y(Cr1/2Nb1/2)yO54(y=0.5)陶瓷在1400℃下烧结2h具有最佳的微波介电性能：εr=88.6,Qf=11486GHz,τf=+37.1ppm/℃。 3.为了获得高介电常数、低介电损耗及接近于零的频率温度系数的微波介质陶瓷，本文在B位取代的基础上，以Ba3.75Nd9.5Ti17.5(Cr1/2Nb1/2)0.5O54为基础，继续研究A、B位共同取代的影响。采用Bi3+取代Nd3+，利用Bi3+极高的极化率，能有效提高体系的介电常数并且实验数据表明能有效降低烧结温度。最终获得了具有较高介电常数、较低介电损耗及零频率温度系数的微波介质陶瓷。实验结果表明，Ba3.75(Nd1-xBix)9.5Ti18-y(Cr1/2Nb1/2)yO54(y=0.2)陶瓷在1325℃下烧结2h具有最佳的微波介电性能：εr=110.9,Qf=4011GHz,τf=-5ppm/℃。