压电陶瓷是一种可以实现电能与机械能相互转换的重要功能材料,在通讯、计算机等电子领域有着广泛的应用。目前,被人们熟知的压电材料是锆钛酸铅（PZT）基压电陶瓷材料,但是PZT陶瓷含有氧化铅,对环境和人类造成不可修复的危害。而且,PZT的居里温度不高,无法在火箭引擎、石油钻头勘探、核能等环境中应用。所以,为了促进器件的实用性寻找一种无铅的、高居里温度的压电材料成为了重中之重。在报道的材料体系中,钛酸铋钙(CaBi₄Ti₄O₁₅ )的居里温度高达790°C,是众多高温压电陶瓷中的一个分支;但是压电系数d33很低（一般不超过10p C/N）,本文的出发点是通过离子掺杂工程来调控结构的演变,进而实现材料压电活性的优化。本论文通过固相反应法制备出CaBi₄Ti₄O₁₅ 基压电陶瓷。系统的研究了Bi位稀土离子双掺杂、Ti位高低价阳离子双掺杂对CaBi₄Ti₄O₁₅ 基陶瓷的微观结构、压电、介电和铁电性能的影响,并探讨了相关物理机制。1、Bi位稀土双掺杂调控（La/Ce、Pr/Ce、Nd/Ce、Sm/Ce）:（1）.Bi位稀土双掺杂极大地提高了压电活性,其中Pr/Ce的引入将压电性提高到了20 p C/N。（2）.通过电阻率的测量,证明了压电活性的提高可能是因为稀土掺杂提高了材料的电阻率,具体表现为相比较纯的CBT陶瓷,稀土的引入将电阻率提高了两个数量级以上。特别是Sm/Ce的电阻率高达4.18*108Ω·cm。（3）.提高压电性能的同时,居里温度也没有出现恶化,其中Pr/Ce和Sm/Ce的样品的居里温度提高到了797°C。2、Ti位高、低价阳离子双掺杂（Nb/Mg、Ta/Mg、Sb/Mg）,主要是探讨不同高价阳离子Nb、Ta、Sb对压电陶瓷电性能的影响。结果表明:（1）.Ti位掺杂也可以显著提高CBT的压电活性。Nb/Mg掺杂可以将压电性提高至24 p C/N。（2）.对于Bi位掺杂中存在的温度稳定性差的问题,在Ti位实验中却得要了完美的解决。Ti位取代方案在600°C高温下退火,其压电活性还在90%以上。（3）.提高压电性的同时,Ti位掺杂对体系的居里温度几乎没有影响,Nb/Mg样品的居里温度只下降了4°C。3、通过Ti位高、低价阳离子双掺杂（Nb/Mg、Nb/Zn、Nb/Cu）固相反应制备了压电陶瓷。主要是为了探讨不同低价阳离子Mg、Zn、Cu对CBT陶瓷电性能的影响。结果表明:高、低价阳离子双掺杂有效的提高了压电性能,压电系数达到22 p C/N;同时表现出优异的温度稳定性,600°C的高温下退火1h后的压电活性是室温的95%以上。