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近年来,多铁性材料作为新型多功能材料正在蓬勃发展。在寻找新型多铁性磁电材料的研究中,人们仿照复合材料的设计思想,在晶格层面将分别具有磁性、铁电性的两个不同单元组合在一起,形成寻找单相多铁性磁电材料新的设计方案。人们通过多种方法来改善铋系层状材料的性能,制备室温以上的多铁材料。本论文研究了采用固相烧结工艺制备Bi5-xPrxFe0.5Co0.5Ti3O15、Bi5-xPrxFe0.5Ni0.5Ti3O15以及不同方法制备Bi4.25Pr0.75Fe0.5Co0.5Ti3O15物陶瓷材料的微观结构、磁电性能以及介电性能。主要可以分为下面几个部分：第一部分：采用改良的固相烧结工艺制备了Bis-xPrxFe0.5Co0.5Ti3O15(BPFCT-x, x= 0.25,0.50,0.75,0.80)陶瓷样品。镨(Pr)含量对样品微观结构产生了影响,但所有样品均为层状钙钛矿结构；BPFCT-x样品的剩余极化强度(2Pr)随着掺杂量的增加呈现出先增大后减小的变化趋势,当Pr含量达到0.75时样品的2Pr达到最大值,为6.43μC/cm2。样品的磁性与铁电性能具有相同的变化规律,室温下样品的剩余磁化强度(2Mr)也呈现出先增大后减小的趋势,并且也在x=0.75时达到最大值为0.097 emu/g。随着Pr掺杂量的增大,样品的室温下铁电和铁磁性能得到明显改善,并且当掺杂量为0.75时,样品室温多铁性最好。Pr掺杂降低了样品中缺陷浓度,这有助于提高样品铁电性能。而样品铁磁性能的改善可能与Pr对样品晶格畸变产生的影响有关。第二部分：研究Bi4.25Pr0.75Fe0.5Co0.5Ti3O15 (BPFCT-0.75)多铁陶瓷样品不同的制备工艺对它的微观结构、铁电以及磁性能的影响。本论文用以下三种方法制备样品：1.将Bi2O3, Pr6O11、Fe2O3、Co2O3、TiO2氧化物混合制备BPFCT-0.75; 2.先制备纯的Bi4Ti3O12(BTO),再与Pr6O11、TiO2氧化物合成制备BPFCT-0.75 (BTO→BPFCT-0.75); 3先制备Bi3.25Pr0.75Ti3O12(BPT),再与Fe2O3、Co2O3、TiO2合成制备BPFCT-0.75(BPT→BPFCT-0.75)。X射线衍射谱还是显示样品均为4层层状钙钛矿结构,无明显杂相；三种方法制备所得的磁性结果分别为0.049 emu/g,0,064 emu/g,0.097 emu/g,与第三种制备结果相比较,前两种的磁性能有所减弱；铁电性能结果分别为3.11μC/cm2,4.43,uC/cm2,6.43μC/cm2,也是第三种方法得到的铁电性能最好。第三部分：前两部分主要研究了A位掺杂对多铁材料的影响,第三部分主要研究4位掺杂和B位取代对样品的多铁性的影响。本部分研究用Pr、Ni共掺杂BFTO来制备Bi5-xPrxFe0.5Ni0.5TiO15 (BPFNT-x)多铁陶瓷样品,研究其微观结构、铁电以及磁性能。在本实验中Fe与Ni的含量比为1：1,Pr含量分别为：0.25、0.50、0.75、0.80。X射线衍射结构分析表明：掺杂对样品微观结构产生了影响,但样品均为层状钙钛矿结构；BPFNT-x样品的剩余极化强度(2Pr)随着Pr掺杂量的增加呈现出先增大后减小的变化趋势,当Pr含量为0.75时,样品的2Pr达到最大值,为～3.86μC/cm2。样品的磁性能与铁电性能具有相同的变化规律,室温下样品的剩余磁化强度(2Mr)也呈现出先增大后减小的趋势,并且也在x=0.75时达到最大为-0.045 emu/g。随着Pr掺杂量增大,样品的室温下铁电和铁磁性能得到明显改善,并且当掺杂量为0.75时,样品室温多铁性最好。Pr掺杂降低了样品中缺陷浓度从而提高了样品铁电畴动性,这有助于提高样品铁电性能。而样品铁磁性能的改善可能与Pr对样品晶格畸变产生的影响有关。结果表明A位及B位掺杂都能改善样品的多铁性能。此外对于B位取代,我们还讨论了Mn、Ni完全取代BFTO中的Fe、Co制备Bi5Mn0.5Ni0.5Ti3O15(BMNT)。Mn、Ni完全1：1取代BFCT中的Fe、Co时,室温下测得样品的铁磁性很弱。而且样品的铁电性能不好、漏电流很大。此外我们还尝试通过测量样品的变温磁性寻找其居里温度,但是由于仪器的测量范围有限,条件范围内测不到其居里温度点。具体性能有待进一步的研究。