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压电陶瓷材料在超声换能器、传感器、无损检测和通讯技术等领域已获得了广泛的应用。铅基PZT材料在压电材料研究和应用领域一直占据着主导地位。但是铅的毒性很高,随着人们环境意识的提高,研发环境友好的无铅压电陶瓷己成为研发的热点材料之一。碱金属铌酸盐压电陶瓷以其优良的性能备受人们的关注。本论文探索了KNN陶瓷的固相合成法制备工艺和极化工艺,KxNa1-xNbO3无铅压电陶瓷当x在0.4～0.5范围变化时,生成的主晶相均为正交结构。KNN50压电陶瓷显示出较好的压电性能。KNN50压电陶瓷的最佳烧结温度为1050℃～1080℃之间。KNN压电陶瓷的最佳极化工艺为:极化电场3kV/mm,极化温度120℃,极化时间20min。为进一步提高电学性能,对KNN陶瓷进行了LiNbO3(LN)掺杂改性。Lix(K0.5Na0.5)1-xNbO3无铅压电陶瓷当x≥0.04时出现K3LiNb6O17相,该相在陶瓷烧结过程中类似于液相的作用。当x≥0.08时出现LiNbO3相陶瓷性能下降,在x=0.06时存在正交-四方相准同型相界,陶瓷性能最优。LN的掺杂使KNLN陶瓷的TO-T降低,但TC增加。MnO2掺杂KNLNST压电陶瓷有细化晶粒的作用,使陶瓷变“硬”。陶瓷的TO-T温度提高,而居里温度TC则由未掺杂的310℃左右提高到400℃。在MnO2掺杂量为0.5mol%时材料综合性能最好,此时d33=186pC/N,kp=41.8%,Qm=72,tanδ=0.051,εr=723,TC=400℃。CuO的掺杂降低了KNN-LS压电陶瓷的烧结温度。大大提高了陶瓷的机械品质因数,降低了介质损耗,对陶瓷起到硬化作用。将掺杂0.5mol% MnO2的KNLNST压电陶瓷应用到自行研制的直线型超声电机中,电机最大输出速度为20mm/s,最大输出力为0.5N。