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Ba(Tio.8Zr0.2)O3-(Ba0.7Ca0.3)TiO3 (简称BZT-BCT)压电陶瓷,当成分为0.5BZT-0.5BCT时,表现出可与锆钛酸铅(Pb(Zn1-xTix)O3,PZT)相媲美的压电系数,d33=560-620pC/N,这是近50年来无铅压电领域的重要进展。压电薄膜器件在实际应用时既要在电学性能上满足功能性要求,又要在力学性能上达到相应的安全性要求。因此本文主要从电学性能及其温度稳定性、力学性能等方面研究BZT-BCT体系,以便探寻BZT-BCT在器件中的应用潜力。采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)薄膜沉积工艺在Pt(111)/Ti/SiO2/Si(100)衬底上制备0.5BZT-0.5BCT薄膜。探讨了溶剂、添加剂、退火温度等工艺参数对0.5BZT-0.5BCT薄膜微观结构形貌和电学性能的影响规律。发现选取乙二醇甲醚为溶剂制备的压电薄膜微观结构形貌较好；在此基础上,通过加入添加剂乙二醇或者聚乙二醇400可进一步改善薄膜的微观结构形貌。其中,以乙二醇甲醚为溶剂、聚乙二醇400为添加剂制备得到的薄膜介电常数ε可以达到1756,剩余极化强度Pr、矫顽场Ec分别为17.2μC/cm2,39.0kV/cm。分别选取650℃,700℃,750℃,800℃对薄膜进行退火热处理,进一步探讨退火温度对0.5BZT-0.5BCT薄膜压电性能的影响规律。结果表明,随着退火温度的提高,0.5BZT-0.5BCT薄膜结晶性增强,晶粒尺寸增加并且表面粗糙度降低,压电性能明显提高,其中,800℃退火得到的0.5BZT-0.5BCT薄膜d33可以达到85pm/V。设计成分梯度薄膜研究BZT-BCT薄膜电学性能的温度稳定性,在Pt(111)/Ti/SiO2/Si(100)衬底上依次沉积x=0.3,0.4,0.5,0.6,0.7等(1-x)BZT-xBCT薄膜。根据沉积顺序不同,其中,沿薄膜表面到衬底x逐渐递增的薄膜称之为up-graded,反之,称为down-graded。X射线衍射(XRD)分析表明梯度薄膜已经偏离MPB,两种梯度薄膜表现出良好的温度稳定性,在-25～140℃温域内ε只下降了8%(up-graded),12%(down-graded); Dielectric Constant-Voltage测试发现,在-25～90℃范围内薄膜介电可调谐性分别达到37%(up-graded),32%(down-graded)且基本恒定；同样地,(1-x)BZT-xBCT梯度膜在180℃的高温下压电常数西3仍可以达到21pm/V,也表现出良好的温度稳定性。结合透射电镜(Transmission Electron Microscope, TEM)、能谱仪(Energy Disperse Spectroscopy, EDS)对梯度膜的微观形貌和元素分析,初步确定梯度薄膜电学性能具有优良的温度稳定性与晶格畸变形成应变梯度有关。利用纳米压痕仪(Nano-indentation)和原子力显微镜(Atomic Force Microscope,AFM)分别对BZT-BCT薄膜的纳米力学行为进行研究。探讨了薄膜内部晶粒尺寸对弹性模量Er和硬度H的影响规律和机理；摩擦行为研究表明BZT-BCT薄膜的耐磨性与硬弹比H/Er、薄膜内部的残余应力有关,薄膜表面残余拉应力的存在会降低表面粘着力而提高其耐磨损性能；同时,结合相变过程的纳米力学性能变化,分析研究了BZT-BCT准同型相界处特有的力学行为。