多铁性材料指兼具铁电性和铁磁性的一类多功能材料。Bi Fe O₃是一种鲜有的在室温条件下表现出多铁性的多铁材料,它具有高的居里温度（TC⁸30℃）和尼尔温度（TN³70℃）,加之其磁电耦合效应,使得其在电子器件等领域展现出潜在的应用价值。然而,由于在高温条件下Bi易挥发,Fe³⁺被还原为Fe²⁺,致使氧空位产生,导致Bi Fe O₃具有较大的漏电流,其铁电性受到抑制;加之其特殊的磁螺旋结构,使得宏观铁磁性的表现受到了阻碍,从而使Bi Fe O₃基材料的应用受到限制。所以,为了稳定钙钛矿结构,抑制杂相的生成,改善其电绝缘性,并且提高其多铁性,本论文以Bi Fe O₃-Ba Ti O₃基钙钛矿材料为研究对象,提出了B位掺杂或者A、B位共掺杂Bi Fe O₃-Ba Ti O₃体系,其中A位掺杂主要选用稀土离子La³⁺和Sm³⁺,B位掺杂主要采用(Mg_0.5Zr_0.5)³⁺、(Ni_0.5Mn_0.5)³⁺及(Co_0.5Mn_0.5)³⁺离子,讨论了掺杂离子对材料的结构及性能的影响。主要研究内容及结论如下:（1）本实验采用固相法制备了（0.725-x）Bi Fe O₃-0.275Ba Ti O₃-x Bi(Mg_0.5Zr_0.5)O_<sup>3+1 mol%Mn O2（x=0-0.08）无铅压电陶瓷,系统研究了Bi(Mg_0.5Zr_0.5)O₃掺杂对其相结构、微观结构、电绝缘性、介电、铁电及压电性能的影响。在掺杂了Bi(Mg_0.5Zr_0.5)O₃之后,晶体结构由菱方相（R3c）向四方相（P4mm）结构转变,并在x=0.01处形成准同型相界（MPB）,平均晶粒尺寸先增大后减小,介电峰逐渐变宽。相比于纯Bi Fe O₃,材料的电绝缘性（约为1.0×109-5.0×109Ω·cm）有大幅度的提升。当x=0-0.02时,由于MPB的存在,表现出最优的压电性（d33¹29-135 p C/N）,良好致密度（ρr⁹4.9-96.3%）和高的居里温度（TC⁵59-610°C）。（2）采用固相法制备了（0.725-x）Bi Fe O₃-0.275Ba Ti O₃-x Bi(Ni_0.5Mn_0.5)O_<sup>3+1 mol%Mn O2无铅压电陶瓷,并系统研究了其相结构、微观结构、压电和多铁性能。XRD测试表明,在950°C烧结2 h的条件下得到的陶瓷样品均表现出纯的钙钛矿结构。在掺杂了Bi(Ni_0.5Mn_0.5)O₃后,晶体结构由x=0-0.04时的菱方相（R3c）向x>0.07时的赝立方相（Pm-3m）结构转变,且在x=0.05-0.07处两相共存。掺杂Bi(Ni_0.5Mn_0.5)O₃后,由于Mn4+进入晶界,抑制了晶粒的生长,使得晶粒尺寸减小。由于Fe³⁺和(Ni_0.5Mn_0.5)³⁺的差异性,陶瓷的介电峰逐渐变宽,形成弥散相变。少量掺杂Bi(Ni_0.5Mn_0.5)O₃（x￡0.02）时,陶瓷表现出良好的铁电性、压电性和磁电耦合效应（Pr=16.7-19.3μC/cm2,d33=124-145 p C/N,α33.max⁵53.65 m V cm-1 Oe-1）,而过量掺杂Bi(Ni_0.5Mn_0.5)O₃则劣化了陶瓷的铁电性、压电性和磁电耦合效应（α33.max⁴44.45 m V cm-1 Oe-1）。（3）本实验体系采用固相法制备了（0.75-x）Bi Fe O₃-0.25Ba Ti O₃-x La(Co_0.5Mn_0.5)O_<sup>3+1 mol%Mn O2（x=0-0.10）无铅压电陶瓷,系统研究了La(Co_0.5Mn_0.5)O₃掺杂对其相结构、微观结构、压电和多铁性能的影响。XRD图谱结果表明,在960°C烧结2 h的条件下得到的陶瓷样品均表现出纯的钙钛矿结构。在掺杂了La(Co_0.5Mn_0.5)O₃后,晶体结构由x=0时的菱方相（R3c）向x>0.03时的正交相（Amm2）结构转变,且在x=0.01-0.03处两相共存,形成准同型相界（MPB）。当掺杂少量La(Co_0.5Mn_0.5)O₃（x￡0.03）时,陶瓷表现出良好的铁电性和压电性（Pr=18.1mC/cm2,d33=103 p C/N）,而过量掺杂La(Co_0.5Mn_0.5)O₃（x=0.04-0.10）则劣化了陶瓷的铁电性和压电性。当x=0-0.03时,陶瓷表现出较好的压电性（d33⁹5-108 p C/N）,较强的铁电性（Pr².2-18.1mC/cm2）,较高的居里温度（TC⁵23-659°C）,较强的磁电耦合性（α33,max³72-672 m V/cm·Oe）。（4）采用固相法制备了（0.75-x）Bi Fe O₃-0.25Ba Ti O₃-x Sm Co O_<sup>3+1 mol%Mn O2（x=0-0.07）无铅压电陶瓷,系统研究了其相结构、微观结构、电绝缘性、压电、铁电、铁磁和磁电耦合性能。在960°C烧结2 h的条件下得到的陶瓷样品均表现出纯的钙钛矿结构,没有检测到任何杂相。在掺杂了Sm Co O₃后,晶体结构由x=0时的菱方相（R3c）向x>0.04时的四方相（P4mm）结构转变,且在x=0.01-0.04处两相共存,形成准同型相界（MPB）。当x=0.01时,陶瓷表现出良好的铁电性（d33=106 p C/N,kp=32%）,而过量掺杂Sm Co O₃则劣化了陶瓷的铁电性却大幅度增强了铁磁性。当x从0增加到0.07时,Mr由0.1369 emu/g增加至0.3891 emu/g。当x=0.01时,陶瓷表现出较强的磁电耦合性（α33⁷42 m V/cm·Oe）。研究结果表明,0.74Bi Fe O₃-0.25Ba Ti O₃-0.01Sm Co O_<sup>3+1 mol%Mn O2陶瓷样品兼具良好的铁电性、铁磁性和磁电耦合性。