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CaCu3Ti4O12（简称CCTO）介电陶瓷以其极高的介电常数和良好的温度稳定性成为十几年来电介质领域研究的热点。然而由于其较高的介电损耗,限制了CCTO陶瓷的实际应用。因此为了降低CCTO陶瓷的介电损耗,本文采用以溶胶–凝胶法为基础的制备方法,研究了CCTO陶瓷制备过程中较为优秀的工艺方法,并通过掺杂改性使其介电损耗进一步下降。本文主要研究内容及成果如下:一、研究了不同压片压力、烧结温度以及冷却方式对CCTO陶瓷介电性能的影响。样品的最佳压片压力为28–30 MPa,其原因是较大的压片压力会导致CCTO样品更小的孔隙率;最佳烧结温度为1050–1060℃,较高的烧结温度有利于样品晶粒的生长,但温度过高会导致晶界变薄、晶粒形貌畸形。与随炉冷却的样品相比,采用空气中淬火的冷却方式可以使CCTO陶瓷样品的介电损耗明显下降60%,击穿场强提升20%。可能的原因是淬火使得样品氧空位浓度减少,晶界电阻增加,晶界势垒高度也得到了明显提升。二、研究了卤族元素掺杂对CCTO陶瓷介电性能的影响。在CCTO陶瓷中掺入阴离子会使其介电性能得到明显提高。当F元素掺杂量为0.5时样品损耗下降到0.023,其原因是由于晶界电阻的提升和氧空位的减小造成的。同时CCTOF0.5陶瓷样品的击穿场强得到了巨大提高,导致其储能密度提高了10倍以上,这是由于样品晶界势垒高度提升导致的。CCTOBr0.5陶瓷样品介电损耗也得到了明显下降,达到了0.019。但是,由于其晶界势垒高度没有明显变化导致其击穿强度与纯CCTO相差不大。三、研究了F、Zn元素共掺杂对CCTO陶瓷介电性能的影响。在CCTOF0.5陶瓷中再掺入Zn元素,当Zn掺杂量为0.2时,其CCTOF0.5Zn0.2陶瓷可以明显改善CCTOF0.5陶瓷介电常数大幅度下降的缺点,一方面是由于Zn元素可以促进样品晶粒的生长;另一方面,Zn2+离子的核外电子比Cu2+的核外电子更为活泼,因此使得CCTO陶瓷更容易产生电子弛豫极化,最终使得介电常数得到了提高。同时CCTOF0.5Zn0.2陶瓷的击穿强度也有轻微提升。四、研究了F、Ti元素共掺杂对CCTO陶瓷介电性能的影响。Ti元素过量的CCTO陶瓷其介电性能会有很大提升。当Ti元素过量0.2时,CCTOTi0.2陶瓷的介电损耗下降到了0.020,同时击穿强度也得到了明显提高。F、Ti元素共掺杂的CCTOF0.5Ti0.2样品其介电损耗有得到了进一步下降,达到了0.015的超低值。同时,与纯CCTO样品相比,其击穿场强也有所提高。