Bi2O3-ZnO-Nb2O5（BZN）陶瓷是一类具有烧结温度低、介电常数高、低频介电损耗低、可与Au、Ag、Cu等共烧的陶瓷，能用于多层陶瓷电容器、微波震荡器、滤波器等器件。然而它在微波频率下介电损耗大，在低温（100K-150K）存在明显的低频介电弛豫现象。而该现象，迄今为止，还没有获得统一定论。本文以α-BZN为研究对象，从离子替代角度出发，选用A、B、O位离子对α-BZN进行掺杂，研究其对结构、结晶化学特性和介电性能影响，并分析介电弛豫机制。（1）采用Ca²⁺、Pr³⁺替代A位上Bi³⁺。结果表明，Ca²⁺在BCZN体系中的固溶度为0.25，Pr³⁺在BPZN体系中的固溶度大于0.30。Ca²⁺与Pr³⁺替代Bi³⁺均使得α-BZN陶瓷体系烧结温度升高，致密度减小，样品晶粒尺寸减小，晶格常数减小，R（O’-A）减小，键价和参数AV（O’）[Bi4]、AV（O’）[Bi3Zn]、AV（O’）[Bi2Zn2]增大。在-190℃¹30℃范围内，BCZN、BPZN体系都存在介电弛豫现象，且随Ca²⁺、Pr³⁺替代量增加，介电常数峰值温度都向低温方向移动，介电常数温度系数αc均向负值方向移动。（2）运用CaF2对α-BZN进行掺杂，其中Ca²⁺替代Bi³⁺，F-替代O2-。研究结果表明，CaF2与Ca²⁺替代α-BZN类似，使得体系致密度减小，晶粒尺寸减小，晶格常数减小；不同之处在于Ca²⁺掺杂α-BZN弛豫激活能逐渐减小；CaF₂掺杂α-BZN，激活能先从CF0样品的0.136779eV减小到CF1样品的0.104240eV,再增加到CF₂样品的0.106895eV。（3）研究了(Bi_1.4Ca_0.1Zn_0.5)(Zn_{0.5-（x+0.1）/3}M_xNb_{1.5-（2x-0.1）/3})O₇(其中M=Ti⁴⁺、Sn⁴⁺、Zr⁴⁺)陶瓷的结构与性能。结果显示，Ti⁴⁺在BCZN陶瓷中固溶度大于0.20，Sn⁴⁺、Zr⁴⁺掺杂量为0.05mol时样品就已出现第二相BiNbO₄。CS、CZ体系介电常数峰值温度低于CT体系，表明CS、CZ两种体系在相对较低温度之下就可以获得较大的活化能。（4）采用Mg²⁺分别替代α-BZN的Bi³⁺、Zn2+（B位）离子。结果表明，BM样品在Mg²⁺掺杂量为0.05mol时，体系中出现第二相；ZM体系样品ZM1、ZM2、ZM4均为单一α-BZN相。运用GULP模拟计算出Mg²⁺离子最可能的替代位置是B位。其XRD衍射结构与GULP模拟计算结果相吻合。随着Mg²⁺增加，BM、ZM体系介电常数峰值温度均向高温方向移动。BM体系激活能先从BM1样品的0.177105eV减小到BM2样品的0.140524eV，再增加到BM4样品的0.190506eV；ZM体系激活能从ZM1样品的0.075075eV逐渐增大到ZM4样品的0.657700eV。