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多层陶瓷电容器（MLCC）是重要的电子元件,几乎可以应用于所有的电子工业中。钛酸钡（BaTiO3,BT）是应用最广泛的钙钛矿铁电体,这在于其具有很高的介电常数和长寿命的绝缘特性,钛酸钡陶瓷材料一直是MLCC研究的焦点所在。此外,当今的MLCC应用更多地要求元件具有良好的温度稳定性。然而,国内军用低频PME-MLCC所用X7R系列陶瓷材料几乎全部依赖于进口,X8RPME-MLCC材料的研究工作还处于起步阶段,耐更高温度的PME-MLCC陶瓷材料的开发几乎是空白。为此,本论文以BaTiO3基PME-MLCC瓷料为研究对象,对国内当前缺失的温度稳定型PME-MLCC瓷料做了探索性和创新性研究。本论文研究的主要成果和结论如下:1.详细研究了稀土氧化物对BaTiO3-Nb2O5-ZnO系统介电性能的影响,发现不同稀土氧化物对BT陶瓷电容量温度变化率低温峰（约40℃）和高温峰（约127℃）的影响可以分为三类。研究了Gd/Ce和Gd/Nd复合掺杂BT陶瓷的介电性能和微观性能,钛酸钡陶瓷室温介电常数的变化可以用稀土离子在钙钛矿中的取代位置来解释,Gd/Ce复合掺杂时具有气孔率低、致密化程度高的特点,可以获得介电性能良好的高介陶瓷,Gd/Nd复合掺杂BT系统的电容量高温变化率受Gd控制而受Nd影响不大。通过溶胶凝胶法制备了纳米稀土掺杂剂（Nd-Li-B-Si）,发现纳米掺杂剂中稀土Nd用量变化对钛酸钡陶瓷介电性能有重要影响,相反,在使用纳米稀土掺杂剂的同时直接掺杂Nd2O3对钛酸钡介电性能影响不明显,通过纳米稀土掺杂可以获得性能良好的X7R陶瓷材料。确立了瓷料中各种掺杂剂的用量对介电性能的多元非线性回归方程y=b0+∑bixi+∑biixi2+∑biiixi3,并成功研制了环保型X7RMLCC瓷料系统。利用自主配方在国内某生产线上成功制备满足X7R特性的PME-MLCC,主要性能指标为:室温介电常数2950±100,损耗小于1.5%,绝缘电阻大于5×1010Ω,-55℃至125℃的容温变化率在±10%以内,平均击穿场强大于1500V/mil。2.利用Ca-B-Si微晶玻璃对BaTiO3-Nb2O5-ZnO系统掺杂改性以制备X8R瓷料,研究发现CBS微晶玻璃对BaTiO3陶瓷具有降低烧结温度和改善温度特性的双重作用。利用传统掺杂剂CaZrO3对钛酸钡陶瓷掺杂并对其介电性能和微观性能进行了详细的研究,对比实验得到的TCC125℃和计算得到的微观应变发现陶瓷电容量温度曲线的高温峰强度依赖于样品中的微观应力。首次提出了BT-Nb2O5-ZMT新配方体系,详细研究了Nb和ZMT用量对钛酸钡陶瓷相成分、微观形貌、介温特性以及居里点的影响。利用均匀设计法对BaTiO3-Nb2O5-ZMT系统进行配方设计,通过偏微分分析、趋势分析和响应面分析对其进行优化,最终获得了室温介电常数介于1500～3300的BaTiO3基X8R陶瓷材料体系。利用自主配方在国内某生产线上成功制备满足X8R特性的PME-MLCC,主要性能指标为:室温介电常数2200±100,损耗小于1.5%,绝缘电阻大于5×1010Ω,-55℃至150℃的容温变化率小于±7.5%,平均击穿场强大于1050V/mil。3.利用DSC、XRD和SEM等分析手段对BaTiO3-MnNb2O6陶瓷进行分析,研究了室温四方率和第二相对钛酸钡陶瓷居里温度的影响机理。发现MnNb2O6掺杂量在少于0.50mol%时,陶瓷室温四方率降低,居里点下降;MnNb2O6用量高于1.00mol%后产生第二相Ba2Ti3Nb4O18,通过微观应变的计算认为,第二相的出现改变了陶瓷的内应力状态从而导致钛酸钡陶瓷居里点上升。以BaTiO3-BiNbO4陶瓷为例研究了预烧对钛酸钡陶瓷居里点的影响规律,发现掺杂球磨后进行预烧会加大钛酸钡陶瓷居里点的移动幅度。Mn2+浓度对TiO2/SiO2复合掺杂钛酸钡陶瓷的温度特性产生强烈影响,SEM和XRD分析发现Mn2+可以抑制TiO2/SiO2在BT陶瓷中产生的第二相的析出,第二相的体积分数和存在状态改变了陶瓷的内应力状态使陶瓷的温度特性曲线得到改善。合成了高居里点的新起始基料BTBNT,并利用几种压峰剂对BTBNT-Nb-ZMT系统进行掺杂改性,获得了温度特性满足X9R特性要求的耐高温瓷料。4.利用不同颗粒尺寸的BaTiO3粉体为起始原料,从粉体形貌、晶粒形貌、微观结构、应力变化以及居里点移动等方面分析了纯BaTiO3陶瓷的晶粒尺寸效应,随着晶粒尺寸增大,室温四方率降低,内应力降低,居里点下降。基于几何模型说明了“壳-芯”结构中的内应力状态,表明在Nb掺杂的BaTiO3陶瓷中晶粒芯仅仅受到压应力而不存在张应力。基于此模型,Landau-Devonshire理论被成功用于解释室温介电常数的变化。研究了CBS玻璃不掺杂/掺杂时Mn2+浓度变化对钛酸钡陶瓷介电性能和微观结构的影响。掺CBS时Mn2+可使CBS析晶,条状第二相Ca4Mn4Si8O24的产生改变了BT系统的内应力结构是钛酸钡陶瓷电容量温度特性产生规律变化的原因。