随着近年来无线通信技术的提高,研究与制备低成本、中高介电常数、低损耗、近零谐振频率温度系数的新型微波介质陶瓷成为人们研究的热点。具有正交钙钛矿结构的Ca_0.66Ti_0.66R_0.34Al_0.34O₃（R=La,Nd,Sm）基陶瓷微波介电性能优异,且制备容易,成本低,在移动通信设备元件中有着十分重要的应用。本文系统地研究了Ca_0.66Ti_0.66R_0.34Al_0.34O₃（CTRA）基微波介质陶瓷的晶体结构、微波介电性能随成分变化的规律,并基于上述规律对CTRA基陶瓷进行了改性,取得如下主要结论与成果:首先研究了CTRA（R=Sm,Nd,La）陶瓷的晶胞及Al/TiO₆八面体随着镧系元素离子半径的增加发生的偏移和变化,并且计算得出了陶瓷Al/TiO₆八面体中内部原子距离、金属原子距离及钛氧离子键夹角,得出CTRA陶瓷中Al/TiO₆八面体随着镧系元素离子半径的增加倾斜程度及畸变程度都有所增大。其次对CTRA（R=Sm,Nd,La）陶瓷的晶体振动模式进行了分类和标定,并研究了陶瓷晶格振动与微波介电性能之间的内在联系。CTRA（R=Sm,Nd,La）陶瓷中拉曼振动模的数量随着镧系元素离子半径的增大而增多,表示晶体极化率的变化增加,进一步说明了陶瓷晶体的对称程度降低。对拉曼光谱中781cm^-1拉曼峰的面积及Q′f值的关系进行分析,得到Q×f值与781cm^-1拉曼峰面积的变化规律相反,说明CTRA（R=Sm,Nd,La）陶瓷特征拉曼峰的强弱可以反映陶瓷介电损耗的大小。然后研究了Nd³⁺掺杂CTRA（R=Sm,Nd,La）陶瓷结构与介电性能的变化,由于镧系离子的半径不同因而Nd³⁺分别与CTRA（R=Sm,Nd,La）陶瓷发生不同的缺陷化学反应,导致晶体结构变化的不同。Nd³⁺掺杂CTRA（R=Sm,Nd,La）陶瓷,其致密度、介电常数及Q×f值变化主要受陶瓷晶体结构变化的影响,陶瓷的晶体结构引起的陶瓷晶胞极化率的变化主要影响陶瓷谐振频率温度系数（τ_f）的变化。然后研究了不同形式La³⁺掺杂CTLA陶瓷,不同形式掺杂对于CTLA陶瓷的晶格改变影响机理不同。掺杂La₂O₃时,La³⁺取代Ca²⁺的格位,从而改变晶胞结构;La₂O₃和Al₂O₃共掺时,La³⁺取代Ca²⁺的格位,同时Al³⁺取代Ti⁴⁺格位,多余的Al³⁺固溶在八面体间隙中;掺杂LaAlO₃时,LaAlO₃以第二相形式存在。La³⁺不同形式掺杂对CTLA陶瓷的介电性能有明显改善。La³⁺掺杂明显提升陶瓷基体的致密度,同时降低ε_r和τ_f。掺杂La₂O₃、LaAlO₃时Q×f值均有增大趋势,且掺杂La₂O₃时效果更为明显。少量La₂O₃和Al₂O₃等量共掺时,性能极大提升,但随着掺杂量增加Q×f值降低。0.47mol%La₂O₃/Al₂O₃共掺时CTLA陶瓷获得最佳介电性能（ε_r=45.93,Q×f=42726.3GHz,τ_f=6.4 ppm/℃）。最后研究了不同温度下固相反应烧结得到的CTRA（R=Sm,Nd,La）陶瓷的显微组织形貌,通过DSC热分析及热膨胀测试对陶瓷固相烧结反应过程进行研究。然后通过对陶瓷致密度及收缩率的测试表明,陶瓷在1500℃达到最佳烧结温度。不同烧结温度影响CTRA（R=Sm,Nd,La）陶瓷的显微组织形貌及陶瓷晶粒尺寸分布。晶界作为缺陷,其面积的增加导致系统的吉布斯自由能的增加,从而导致陶瓷热膨胀系数（CTE）的增加。陶瓷的烧结行为影响陶瓷的致密化,从而影响陶瓷的Q×f值及介电常数,而陶瓷的谐振频率温度系数（τ_f）与陶瓷的热膨胀系数（α_L）是成正比例关系的,研究结果表明,CTRA陶瓷中的晶界影响陶瓷的热稳定性及介电性能。同时研究了Nd³⁺掺杂对CTRA陶瓷显微组织形貌的变化,Nd³⁺掺杂会促进陶瓷烧结,引起陶瓷晶粒的长大,进而影响陶瓷的介电性能。最后对比了不同La³⁺掺杂对CTLA陶瓷显微组织形貌的影响,La³⁺掺杂会促进CTLA陶瓷晶粒生长,减少晶界数量,提高致密性。La₂O₃/Al₂O₃共掺时最为促进晶粒生长,La₂O₃次之。EDS分析结果表明掺杂LaAlO₃在晶界处析出第二相。