钛酸锶钡基压电陶瓷具有介电损耗低,铁电、压电、耐压和绝缘性能优良的特点,其在微电子器件中得到广泛应用。本文采用Pechini溶胶-凝胶法结合固相烧结法制备粉体和陶瓷,研究的主要内容如下:（1）在不同温度下煅烧凝胶,确定了凝胶焦化形成黑色团聚体和煅烧纳米粉体的最适温度;同时,系统地探讨了改变溶胶合成的pH值对陶瓷样品微观形貌和电学性能的影响;研究了烧结温度以及Ba和Sr配比对陶瓷电学性能的影响;此外还探究了不同极化电压下BST压电陶瓷铁电和储能特性;（2）研究了二元体系BST-BNT压电陶瓷的微观形貌、物相结构、电学性能和储能特性的影响机制;（3）采用三元复合绝缘氧化物CuO-B₂O₃-ZnO掺杂BST陶瓷和BST-BNT陶瓷,系统研究了不同掺杂量对压电陶瓷的微观形貌、物相结构、电学性能和储能特性的影响机制;（4）利用稀土氧化物Sm₂O₃与绝缘氧化物MgO共掺杂BST-BNT陶瓷,系统研究了不同掺杂量压电陶瓷的微观形貌、物相结构、电学性能和储能特性的影响机制。黑色焦化物粉体和纳米粉末的最佳煅烧温度分别是为440℃和800℃;pH=5时得到BST陶瓷的电学性能最佳,即ε_r=8114、T_C=59℃、d₃₃=78 pC/N、k_p=14.96%和Q_m=85;烧结温度为1220℃时,不仅获得稳定的介电性能和压电性能,而且进一步得到优异的机械品质因数(ε_r=4264、T_C=63℃、d₃₃=87 pC/N、k_p=13.89%和Q_m=89);BST陶瓷中Sr的配比x=0.04时获得最佳电学性能,但机械品质因数亟待改善(ε_r=4626、T_C=92℃、d₃₃=172 pC/N、k_p=22.40%和Q_m=10);极化电压为4 kV时P_s达到最大值且储能密度和储能效率相对较高,可达到J_r=0.059 J/cm³,η=49.2%。（1-x）BST-xBNT（x=0.35）压电陶瓷获得的了相对最优异的电学性能和储能特性:ε_r=2812、T_C=183℃、P_s=12.62μC/cm²、E_c=5.67 kV/cm、P_r=1.39μC/cm²、J_r=0.040 J/cm³和η=51.9%。少量CBZ掺杂有助于降低BST陶瓷烧结温度,并提高其介电性能和机械品质因数:ε_r=6114、T_C=103℃、d₃₃=75 pC/N、k_p=8.79%和Q_m=248。少量CBZ掺杂BST-BNT-yCBZ陶瓷可以增大陶瓷晶粒尺寸,增强致密度;掺杂量y=0.25wt%时获得本文研究中最大的储能密度J_r=0.09 J/cm³和储能效率η=61.2%。该体系压电陶瓷最符合储能材料的要求,但电介质特性较弱且压电性能不佳;BST-BNT-yCBZ陶瓷（y=0.10wt%）具备更加优异的电学性能:ε_r=2199、T_C=147℃、d₃₃=23 pC/N,P_r=3.16μC/cm²和E_c=9.62 kV/cm;以及相对较好储能特性:J_r=0.05 J/cm³和η=29.8%;在1130℃烧结温度下,掺杂Sm₂O₃-MgO的BST-BNT-zSM（z=0.05 wt%）压电陶瓷具有稳定的钙钛矿四方晶相和最好的电学性能和储能特性:居里温度ε_r=2345、T_C=150℃、d₃₃=13 pC/N、J_r=0.04 J/cm³和η=52%。但是在高温下由于Sm₂O₃-MgO在陶瓷结构中生成玻璃相,导致d₃₃不超过16 pC/N。本文研究结果中,通过掺杂改性提高了BST基压电陶瓷的居里温度,使其具备在近100℃环境温度下稳定工作的能力。铁电性能和储能特性较强的BST-BNT-yCBZ压电陶瓷可用作构建固态存储器;而机电耦合系数较小的BST基压电陶瓷,可以应用于窄带滤波器。对实现无铅基压电材料替代铅基压电材料的目标具有重要意义。