压电陶瓷作为一种力-电转换功能陶瓷材料,常用于制造换能器、滤波器和能量收集器等电子元器件。由于环保的要求,人们希望用无铅陶瓷逐渐取代铅基陶瓷。钛酸铋钠(Bi_0.5Na_0.5)TiO₃（BNT）基无铅压电陶瓷的性能具有优异的可塑性,因此发展前景好。本文首先在BNT中添加钛酸钡BaTiO₃（BT）形成二元固溶体系,研究了其性能变化。然后在0.94BNT-0.06BT的基础上,研究非化学计量改性、添加(Bi_0.5K_0.5)TiO₃（BKT）形成三元固溶体系以及Nb₂O₅掺杂这类组分改性对陶瓷结构和性能的影响。然后,通过还原热处理使0.94BNT-0.06BT形成挠曲电效应,研究了还原热处理对结构和性能的影响。在此基础上将组分和结构改性方式结合,获得具有高压电性能的压电陶瓷。实验通过固相法合成BNT-BT陶瓷,预烧温度850℃,烧结温度1150¹200℃。研究发现BT含量为6%时,陶瓷为准同型相,具有较好的性能,d₃₃=120 pC/N,ε_r=787,tanδ=0.0709,场致应变S_max=0.0977%。对(Bi_0.5Na_0.5)_0.94Ba_0.06TiO₃（0.94BNT-0.06BT）陶瓷的A位Bi_0.5Na_0.5（BN）进行非化学计量改性,发现其钙钛矿结构不变,但晶粒尺寸减小。少量的化学计量改变可以增强陶瓷的性能,其中A位缺失1%时,性能相对最好,其压电常数d₃₃为136 pC/N,介电常数ε_r为960,介电损耗为0.0730,场致应变S_max为0.15%。在0.94BNT-0.06BT陶瓷中加入BKT,形成三元固溶体系,研究发现其晶体结构不变,但衍射峰向低角度偏移。BKT加入量为8%时,性能相对最好,其d₃₃=148 pC/N,ε_r=1088,场致应变S_max为0.32%。在0.94BNT-0.06BT陶瓷中掺杂Nb₂O₅,研究发现其主晶相为钙钛矿结构,衍射峰向低角度偏移;掺杂量大于4mol%后,XRD图谱中可以明显发现第二相Bi₂Ti₂O₇。研究发现Nb₂O₅掺杂可以增强陶瓷的介电性能,但对压电性能不利,其介电常数最大为1212。正场致应变在掺杂量等于0.8mol%时达到最大,S_max=0.35%。Nb₂O₅掺杂后陶瓷的瞬时击穿电压变大,耐压性增强。对0.94BNT-0.06BT陶瓷进行单面高温还原热处理,制备了具有高挠曲电压电响应的无铅陶瓷。研究发现还原后晶体结构不是单纯的钙钛矿结构,出现Bi和Bi₂O₃新相;且还原层表面结构疏松有细微的空洞和沟槽,表面成分不均匀,有金属Bi析出。还原0.94BNT-0.06BT陶瓷的内部产生的挠曲电极化和内应力,促进电畴转向;还原产生的应力梯度、化学组分梯度导致表观压电系数d₃₃和挠曲电系数明显增大。然后在改性0.94BNT-0.06BT陶瓷的基础上,进行单面高温还原,研究了其性能的变化。研究发现改性0.94BNT-0.06BT陶瓷的还原热处理温度降低。由于改性0.94BNT-0.06BT陶瓷介电常数的增大,以及还原后产生的应变梯度和组分梯度增加,导致陶瓷挠曲电效应进一步增大。改性0.94BNT-0.06BT陶瓷增大的压电常数与增大的挠曲电效应相互作用,一定方向上进一步增强电-力转换效应。因此,通过单面高温还原制备的具有挠曲电效应和压电效应复合性能的陶瓷具有良好的应用前景。