压电陶瓷由于具有将机械能和电能互相转换的功能,所以被广泛应用于传感器、变压器以及换能器等领域。但在这些器件中应用最广泛的还是以锆钛酸铅（PZT）为主的体系。这些器件中铅含量可达到60%以上,而铅的高毒性,在生产到销毁过程都会对环境造成极大危害。因此需要研究出开发出一种新的而且综合性能优异的无铅压电陶瓷材料。铌酸钾钠（KNN）与PZT同样具有ABO₃型的钙钛矿结构,因而作为一种环境友好而且潜力巨大的压电材料受到了广泛的关注。虽然KNN基压电陶瓷材料具有可以与锆钛酸铅陶瓷相媲美的居里温度,但是纯KNN陶瓷压电性能并不能与PZT相比较,对于其应用范围限制较大。本论文通过引入第二组元、离子掺杂改性、添加烧结助剂等三个方面对KNN陶瓷进行研究,以期改善KNN基无铅压电陶瓷的综合电学性能,主要分为以下几个部分:1、研究了第二组元LiTaO₃对KNN的微观结构、晶粒形貌、电学性能的影响。研究发现加入新的组元LiTaO₃后,陶瓷均为钙钛矿结构,由正交相逐渐向着四方相转变,电学性能得到提升。当加入0.05 mol%LiTaO₃并在1000℃下保温2h进行烧结时,晶体结构处在正交-四方两相共存状态,晶粒尺寸趋于一致,气孔较少,电学性能最佳(d₃₃=224 pC/N,k_p=0.31,ε_r=445,tanδ=0.06,P_r=13.05μC/cm²,E_c=10.56 kV/cm)。2、研究了Sb₂O₃对0.95KNN-0.05LT压电陶瓷的微观结构、晶粒形貌、电学性能的影响。陶瓷均为钙钛矿结构,但加入Sb₂O₃的含量超过2mol%,第二相就会出现。加入Sb元素可以提升陶瓷的电学性能,细化晶粒,降低陶瓷内耗。但最佳烧结温度提升,。当烧结温度在1060℃且x=0.01时,晶粒较为均匀一致,电学性能最佳(d₃₃=221 pC/N;Q_m=1654;k_p=0.32;ε_r=481;tanδ=0.09;P_r=17.26μC/cm²,E_c=25.34 kV/cm)。3、是在(K_0.5Na_0.5Li_0.05)(Nb_0.94Sb_0.01Ta_0.05)O₃加入MnO₂作为烧结助剂,研究其对(K_0.5Na_0.5Li_0.05)(Nb_0.94Sb_0.01Ta_0.05)O₃烧结性能、微观结构、电学性能方面的影响。加入MnO₂后,陶瓷出现了变“硬”,压电常数出现下降,但晶粒堆砌紧密,介电损耗下降,电滞回线的形状对称,漏电流减少。当烧结温度在1060℃且x=0.02时,晶粒较为均匀一致,电学性能最佳(d₃₃=200 pC/N;Q_m=4270;k_p=0.35;ε_r=521;tanδ=0.04;P_r=12.68μC/cm²,E_c=22.98 kV/cm)。4、研究了组元(Ba_0.85Ca_0.15)(Zr_0.1Ti_0.9)O₃对0.95KNN-0.05LT烧结性能、微观结构以及电学性能方面的影响。加入BCZT后,晶体结构由正交相为主转变为四方相为主,均产生杂相。并且随着BCZT的增多,电学性能先增大后减小,晶体中气孔也正在增多,介电损耗增大。烧结温度在1140℃且x=0.01时,晶粒较为均匀一致,电学性能最佳(d₃₃=235 pC/N;Q_m=2134;k_p=0.28;ε_r=620;tanδ=0.05;P_r=13.23μC/cm²,E_c=26.64 kV/cm)。