微波元器件的快速发展对微波介质陶瓷提出了更高的要求,通常要求其具有适宜的介电常数、高品质因数以及低谐振频率温度系数。本论文以低介电常数石榴石系Ca₅Ni₄（VO₄）₆微波介质陶瓷为研究对象,采用固相反应法,通过非化学计量比和B位离子取代两种途径尝试改善Ca₅Ni₄（VO₄）₆陶瓷的微波性能,并通过XRD、SEM、Raman等方法系统地研究了晶相组成、微观形貌、晶格常数、离子键、原子堆积率、离子有序度等因素的变化规律,进而分析与微波性能之间的内在联系。本论文研究了以下主要内容:首先研究了V、Ni的非化学计量比对Ca₅Ni₄（VO₄）₆陶瓷微波性能的影响。V缺位时会出现NiO相,使烧结温度升高,使得介电常数和品质因数表现不佳。而过量的V又会降低致密度导致Q×f值下降。Ni的非化学计量比对于Ca₅Ni₄（VO₄）₆陶瓷而言与V呈相反的效果。因此V、Ni的非化学计量比无法改善Ca₅Ni₄（VO₄）₆陶瓷的微波性能。其次通过B位离子取代研究其对Ca₅Ni₄（VO₄）₆陶瓷微波性能的影响。Mg取代Ni并不会改变陶瓷的石榴石结构但会形成固溶体。Mg取代Ni会增大晶胞体积使介电常数降低;适度的Mg取代会增加B位离子键强和键价从而提升Q×f值,同时缩短B位离子键长使τ_f得到了优化。Ca₅Ni₂Mg₂（VO₄）₆在875℃烧结时有着优良的微波性能:ε_r=9.6,Q×f=60613GHz,τ_f=-32ppm/℃。随后对Ca₅Ni₂Mg₂（VO₄）₆陶瓷的烧结工艺进行研究,烧结温度大于875℃时会出现V⁴⁺从而增大了晶格常数,原子堆积率降低,Q×f值下降;升温速率的变化导致V挥发量的改变,适宜的升温速率会提升原子堆积率和阳离子有序度,从而改善Q×f值。Ca₅Ni₂Mg₂（VO₄）₆陶瓷的最佳烧结温度为875℃,最佳升温速率为2℃/min。Zn取代Ni后陶瓷晶体结构不变,晶格常数增大;Zn取代Ni会使介电常数增加;Zn取代量为2时会导致超出固溶限并伴随第二相的析出;Q×f值受到了原子堆积率和相对密度的共同影响;Zn取代Ni使τ_f值向负方向移动。Ca₅Ni_3.2Zn_0.8（VO₄）₆陶瓷845℃烧结时有着良好的微波性能:ε_r=9.94,Q×f=39074GHz,τ_f=-62ppm/°C。