高温压电式振动传感器是被广泛应用的高温振动传感器之一,而其关键敏感电子元件是高居里温度压电陶瓷。CaBi₂Nb₂O₉（CBN）陶瓷居里温度高达940°C,为高温压电应用提供了必要条件。本工作采取传统固相反应工艺,制备B位(Nb⁵⁺位)掺杂取代的CBN基陶瓷,研究了掺杂后CBN陶瓷微观结构,电学性能的演变规律,重点探讨了不同价态、含量离子对CBN陶瓷内部缺陷形成、运动的影响。为探索不同电价金属离子掺杂的影响,对比分析了Cr,Mo,W,Sb四种B位掺杂元素与改性后CBN陶瓷性质的关系。结果表明,Sb元素在陶瓷中主要是+5价。由于W元素主要为W⁶⁺,补偿了氧空位引起的离子导电,提高了CBN陶瓷的电学性质。Mo,Cr离子只能形成较少+6价离子,但掺杂后也提高了CBN陶瓷的电学性质。通过引入不同浓度的掺杂物Co,Zr,Mo和A/B位空位,探究了掺杂浓度对CBN陶瓷微观结构和电学性能的影响规律。随着Co元素的加入,CBN陶瓷的致密度提高,压电活性增加。Co元素的引入使陶瓷介电损耗大幅减小,电阻率和居里温度略有增加。Zr元素掺杂CBN基陶瓷晶胞体积减小,电阻率提高。随着Zr含量增加,陶瓷其自发极化减小,压电性下降。提高烧结温度,Zr掺杂CBN陶瓷晶粒尺寸明显增大,但电学性能变化较小。随着Mo掺杂量增加,CBN陶瓷晶粒尺寸减小。当Mo离子含量小于等于5 mol%时,显著提高了CBN陶瓷的电学性质。但随着Mo含量进一步增加,陶瓷的电导机制由p型电导逐步转变为n型电导机制,电学性能下降。A/B位空位对CBN陶瓷性能影响明显,A位空位可以抑制晶粒长大,降低CBN陶瓷密度,而B位空位则具有相反的效果。A位空位可提高CBN陶瓷的电阻率和压电常数,B位空位对CBN陶瓷的电学性能影响相对较小。共掺杂与单元素掺杂对CBN陶瓷的影响有所不同。本工作对W/Co共掺杂CBN陶瓷的性质作出了探索,结果表明,W/Co共掺杂提高了CBN陶瓷的介电常数,降低了介电损耗。然而,W/Co共掺杂陶瓷居里温度下降,压电活性下降。W,Co离子在晶格中相互影响,相互制约,对彼此性能的发挥产生了不利影响。对W,Ti掺杂CBN陶瓷电学性能与缺陷的研究表明,氧空位对CBN陶瓷的导电过程具有重要贡献。W,Ti共掺杂陶瓷与W掺杂陶瓷具有较高的电抗,电阻,电导激活能和击穿电压,这是由陶瓷中氧空位和相关缺陷偶极子数目减少造成的。由于CBN陶瓷晶格中氧空位容量所限,Ti掺杂产生的受主效应略不明显。