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本文在新开发的高性能四元系焦绿石高频介电材料的基础上，依据焦绿石结晶化学原理，通过对A位，B位离子的取代，研究不同取代离子对焦绿石结构和性能的影响，讨论材料结构，相组成对其介电性能和介电弛豫的作用机制，主要研究结果如下：（1）通过配方(Bi1.5M0.5)(Zr1.5Nb0.5)O7（M=Mg、Zn、Ca、Sr）研究了四种不同的A位二价离子对材料结构和介电性能的影响，系列样品均形成了焦绿石主晶相结构，和(Bi1.5MgxZn0.5-x)(Zr1.5Nb0.5)O7（BZMZN）（x=0.1、0.2、0.3、0.5）系列陶瓷样品。在(Bi1.5M0.5)(Zr1.5Nb0.5)O7系列材料中，随着取代离子半径的增大，材料介电常数先增大后减小，这主要与取代离子极化率和离子半径有关。系列材料的介电常数温度系数均为正值，这与材料中微量的ZrO2杂相有关。在BZMZN材料中，介电常数随二价离子极化率增加而增加。系列陶瓷材料在低温下均出现了介电弛豫现象，利用德拜模型和新玻璃模型进行介电弛豫拟合，发现其介电弛豫可能是源于焦绿石材料结构中A-O’-A链的短程有序，尤其是Bi-O’-Bi的有序结构。（2）通过不同四价离子对B位离子的取代，研究了(Bi1.5Zn0.5)(M1.5Ta0.5)O7（BZMT）（M=Ti、Sn、Zr、Ce）系列陶瓷材料。在BZMT陶瓷体系中，对材料的相结构分析发现，要获得单一的焦绿石相结构，B位四价离子的取代半径应不超过0.72。材料的介电常数随四价离子在BO6八面体中可偏移程度的增大而增加。对BZST，BZZT，BZCT低温下的介电损耗峰进行德拜模型拟合，BZST和BZZT的低温弛豫现象与A位离子有序结构有关， BZCT的弛豫现象是由于偶极子的重新取向造成的。在(Bi1.5Sr0.5)(Ti1.5Nb0.5-xSbx)O7（BSTNS）（x=0.1、0.2、0.3、0.5）系列材料中，随着Sb5+取代量的增加，材料介电常数减少，这可能是因为小极化率的Sb5+的引入使得整体极化率变小，介电常数减小。材料在高温下产生了介电弛豫现象，这可能是与材料中偶极子的动态响应有关。（3）通过稀土离子Y3+、La3+对A位Bi3+的取代，研究了(Bi1.5-xYxZn0.5)(Ti1.5Nb0.5)O7（BYZTN）（x=0.1、0.2、0.3、0.4）和(Bi1.5-xLaxZn0.5)(Ti1.5Nb0.5)O7（BLZTN）（x=0.1、0.2、0.4、0.5）系列陶瓷材料。当Y3+取代量不大于0.4时，其结构为单一的焦绿石相结构，而La3+离子取代量＞0.1时，有LaNbO4杂相产生。随着Y3+取代量的增加，材料介电常数减少，这主要是由于Y离子的极化率较小，使得整体的极化率降低，介电常数减小。在材料BLZTN中出现的介电损耗峰可能是由于缺陷偶极子引起的。