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本研究采用传统的固相反应法,制备了名义分子式分别为(Ba1-xHox)(Ti1-xHox)O3（BHTH）、Ba1-x/2Ti1-x/2TbxO3（BTTb5）、(Ba1–x–x Prx)(Ti1–y–x/4Cey)O3（BPTC）、(Ba1–xTbx)(Ti1–x/2Cax/2)O3（BTTC）、(Ba1–xHox)(Ti1–x/2Cax/2)O3（BHTC）等5个系列的陶瓷。研究具有自补偿模式的BHTH和BTTb5陶瓷的目的是为BPTC、BTTC和BHTC陶瓷的深入研究打下坚实的基础。采用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、能谱（EDX）、高分辨率透射电镜（HRTEM）、拉曼光谱（RS）、X光电子能谱（XPS）、光致发光（PL）、电子顺磁共振（EPR）和介电测量等多种技术,调查和研究陶瓷的结构、微结构、致密度、固溶度、掺杂剂价态、介电性质、位占据、缺陷化学等。在烧结温度Ts=1400°C下制备了BHTH陶瓷。结果表明:Ho3+在Ba/Ti=1的条件下表现为自补偿模式,但具有轻微的Ba位占据倾向。BHTH陶瓷显示细晶粒微结构,由XRD确定的固溶度为x=0.03。一个反常现象是:随着Ho掺杂含量的增加,BHTH陶瓷的居里温度TC向高温方向移动。讨论了BHTH陶瓷的介电性质和缺陷化学之间的关联。在Ts=1400°C和烧结时间t=6?24 h、以及Ts=1300?1480°C和t=24 h条件下,制备了Ba1-x/2Ti1-x/2Tbx O3陶瓷（x=0.05）,简称BTTb5。结果表明:Ts=1400°C和t=12 h是BTTb5陶瓷的最佳制备条件,陶瓷高致密度和低介电损耗。烧结时间的增加,可导致Ti位Tb4+离子更多地转化为Ba位Tb3+;烧结温度的提高,导致陶瓷致密化以及更多的Tb4+离子进入Ti位。在Ts=1450°C条件下,制备了细晶粒(Ba1–xPrx)(Ti1–y–x/4Cey)O3（BPTC:x,y=0.03?0.05）陶瓷。结果表明:BPTC陶瓷显示伪立方钙钛矿结构,且室温附近具有扩散的高介电常数峰。5种BPTC样品满足Y5V介电指标,其中x=y=0.04陶瓷展现出最优化的Y5V特征,即具有高室温介电常数(ε’RT11000)和低介电损耗（tanδ=0.027）。结合离子半径参数和EPR结果,讨论了BPTC陶瓷的缺陷化学。在Ts=1400oC条件下,制备了名义分子式为(Ba1–xTbx)(Ti1–x/2Cax/2)O3（x=0.01–0.20）（BTTC）的新型介电陶瓷。结果表明:Tb/Ca在BTTC陶瓷中的固溶度为x=0.12,且BTTC显示四方钙钛矿结构。一个反常现象是,随着x从0.01增至0.04,与正交-四方相变点相关的介电峰向低温移动。在钙钛矿晶格中,Tb离子以Tb3+/Tb4+混合价态的形式存在,且Tb/Ca2+均显示Ba/Ti双位的混合位占据行为。在BTTC中,当x=0.03和0.04时,分别满足X5R和X4P规格,并且表现出一些优良的性能,如较高的相对密度（ρr=91和93%）,低介电损耗（tanδ=0.016和0.014）,较高的介电常数,且在1–107 Hz范围内具有频率稳定性。讨论了点缺陷化学,提出了BTTC的真正分子式。和已经发表的一些研究成果对比,发现在含Tb或Tb与其他稀土元素（La,Dy）共掺杂的BaTiO3陶瓷中,Tb和Ca的协同效应在提高陶瓷的温度稳定性、降低工作温度区的介电损耗方面更加有效和有益。在BTTC中,少量的Ti位Tb4+对低介电损耗起决定性作用。在Ts=1400oC条件下,制备高致密度（ρr=95%）的(Ba1–x–x Hox)(Ti1–x/2Cax/2)O3（BHTC）的陶瓷。结果表明:Ho/Ca在BHTC中的固溶度为x=0.10,x≤0.10时BHTC呈四方钙钛矿结构。在0.01≤x≤0.15范围内,晶胞体积随着x的增加而表现出明显的线性增加,但伴随着x的增加,四方度（c/a）呈下降趋势。在钙钛矿晶格中,Ho3+和Ca2+离子分别支配性地占据Ba位和Ti位。x=0.06和0.08的BHTC陶瓷显示优越的综合性能,如较高的致密度（ρr=91?93%）、较高的ε’RT（=2980和2730）、低介电损耗（tanδ=0.01?0.035,–75200oC）、以及满足Y5V介电指标。当0.01≤x≤0.10时,TC随x的增加往高温方向移动。讨论了BHTC陶瓷的点缺陷化学。综上,本研究课题成功制备了符合Y5V、X5R、X4P高介电指标的BaTiO3基介电陶瓷,探索成功了3个介电陶瓷配方,且都可以作为工业化应用的备用选项。在Tb/Ca共掺杂BaTiO3陶瓷中,通过XPS测试,找到了变价Tb离子的存在证据。探讨了Pr/Ce共掺杂BaTiO3陶瓷的复杂位占据,实验找到了Tb/Ca共掺杂BaTiO3陶瓷复杂位占据的直接证据。