TiO₂基陶瓷是极具前途的巨介电材料,因其在很宽的温度和频率范围内具有稳定的介电性能而受到了极大地关注。本文通过固相烧结法制备金红石相TiO₂陶瓷,并确定了最优的制备工艺;研究了掺杂元素对TiO₂陶瓷介电性能的影响以及引起（In+Nb）-TiO₂（简称INTO）陶瓷巨介电响应的物理机制,得到的主要结论如下:1、在600-1000oC,INTO陶瓷的晶型以锐钛矿相为主,800oC时晶型结构开始由锐钛矿相向金红石相转变。从1050oC开始有大量金红石相出现,并在1150oC时INTO陶瓷完全转变为金红石结构。2、不同烧结温度制度下,以冷等静压成型制备的INTO陶瓷介电常数都达到了105。在不同的保温时间下,陶瓷体介电常数都随着烧结温度的升高而升高。保温10h时,陶瓷体介电常数在测试频率范围不断降低,介电损耗波动很大。保温时间24h制备的陶瓷体,频率在40Hz-106Hz范围时,每个烧结温度的陶瓷体介电常数都可以稳定在105且介电损耗仅为0.5。3、干压成型制备的INTO陶瓷存在明显的气孔且气孔率为12.5%,其介电常数仅为103,并随着频率的升高而持续降低。同时,干压成型的陶瓷体具有很高的介电损耗,最高可达1.4。反之,冷等静压成型制备的INTO陶瓷不仅结构更为致密,气孔率仅为9.1%,而且介电常数在测试频率范围内可以稳定维持在105,在40Hz-106Hz介电损耗可以稳定在0.5。因此,冷等静压成型工艺更有利于INTO陶瓷体的介电性能。4、掺杂Nb元素后,在TiO₂晶格中产生的电子将Ti4+离子还原为Ti3+,使得陶瓷的介电常数达到105。掺杂In元素对介电常数无明显贡献,但可以将TiO₂陶瓷的介电损耗显著地降低到0.03。In元素的掺杂产生的氧空位,造成TiO₂陶瓷介电损耗的降低。5、由于In和Nb元素的共掺杂,导致TiO₂晶格中产生了电子和氧空位。同时,各种缺陷粒子构成复杂的缺陷偶极子簇,造成INTO陶瓷体低的介电损耗。此外,In和Nb元素的引入改变了陶瓷体内晶粒和晶界的电学性能,使得晶粒和晶界变为半导态和高电阻的绝缘态。半导态的晶粒和绝缘的晶界构成的内部阻挡层电容器效应是导致INTO陶瓷巨介电常数的原因。