压电陶瓷是实现机械能与电能相互转化和耦合的功能材料,广泛应用于电子和微电子元器件。随着保护环境、和谐发展的需要,开发新型无铅压电陶瓷材料,成为一项紧迫且具有重大实用意义的课题。Bi_0.5Na_0.5TiO₃（简称BNT）陶瓷由于具有良好的压电性、高居里温度和烧结过程中无毒、易控制性等优点而倍受青睐。本文采用固相烧结方法,从陶瓷制备技术,组分设计,固溶掺杂等三个方面研究了（1-x）Bi_0.5Na_0.5TiO₃-xBaTiO₃基无铅压电陶瓷体系。首先,本文以(Bi_0.5Na_0.5)_0.94Ba_0.06TiO₃（简写为BNBT06）为工艺研究对象,采用TG/DSC,XRD,SEM等分析手段,研究了预烧温度、烧结温度和保温时间对该体系结构和性能的影响,确定出较佳的工艺参数。结果表明:800～850℃是合理的预烧温度,而1140～1160℃是理想的烧结温度范围,保温时间确定为2h。本文研究了BaTiO₃（BT）掺入量（2,4,6,8,10mol%）对该体系压电介电性能和微观结构的影响。结果表明,所有样品都具有纯钙钛矿结构,在所研究的组成范围内,均为驰豫型铁电体,BT掺入量为6～8mol%时,样品处于三方与四方共存的准同型相界。当BT含量为6mol%时,此时配方材料0.94BNT-0.06BT达到最佳性能,其d₃₃、K_p、ε_r、tanδ分别为127pC/N、0.22、1388和0.05。为了提高无铅压电陶瓷的压电、介电性能性能,采用Li₂CO₃进行固溶改性研究。实验结果表明:固溶Li₂CO₃没有破坏BNBT06陶瓷体系的准同型相界结构。随着Li₂CO₃固溶量的增多,体系中三方相逐渐减小,而四方相不断增多。SEM表明,随着Li₂CO₃固溶量的增加,晶粒逐渐细化,四方形晶界逐渐转变为椭圆形晶界。Li₂CO₃固溶后陶瓷体系的介电常数表现为先增加后减少的趋势,而介电损耗变化不大。当Li⁺含量为0.03mol时,介电常数ε_r达到最大值为1869,介电损耗为0.04。同时退极化温度T_d也表现为先升高后降低;当Li⁺为0.05mol时,陶瓷体系达到了最佳压电性能,d₃₃为160pC/N,K_p为0.3。当Li⁺过量掺杂时,陶瓷体系仍然为钙钛矿结构,而且陶瓷体系的弛豫性能不断增强,但介电常数不断减小,压电性能不断恶化。当Li⁺过量为0.07mol时,陶瓷体系的压电常数d₃₃下降到105pC/N,K_p为0.1。最后,本文研究了BNT含量的变化对（1-x）BaTiO₃-xBi_0.5Na_0.5TiO₃陶瓷体系的相结构,显微组织和介电性能的影响。研究表明,随着BNT含量的增加,降低了BT的烧结温度,使BT-BNT陶瓷体系由四方向三方转变,陶瓷颗粒不断细化。随着BNT组元的引入,提高了BT-BNT陶瓷体系的居里温度,降低了介电损耗,提高了温度稳定性。在1kHz下居里-外斯定律图得出,随着BNT掺量的增加,BT-BNT陶瓷体系由正常铁电体逐渐向弥散相变铁电体转变。