在众多无铅压电陶瓷体系中,钛酸钡（Ba TiO₃,简称BT）基陶瓷具有优异的压电性能,是科研工作者研究较多的体系之一。但目前的研究仍然存在压电性能温度稳定性较差的问题,而不能使其得到广泛的应用。因此,本论文从两个方面对BT基压电陶瓷的性能进行了改善:一是同价态取代研究BT基陶瓷的压电性能和温度稳定性;二是不同价态稀土掺杂使陶瓷同时具备优异的压电和发光性能。具体内容如下:1.选用与Ti⁴⁺,Ba²⁺同化合价的Hf⁴⁺,Ca²⁺离子掺杂到BT基陶瓷,制备了(Ba_1-xCa_x)(Ti_0.95Hf_0.05)O₃（x=0.04-0.14,BCHT）陶瓷,并对BCHT陶瓷的微观形貌、相结构和电学性能进行了测试。结果表明:Hf⁴⁺离子掺杂的BCHT陶瓷均具有单一的钙钛矿结构,合适配比的离子掺杂可以移动BCHT陶瓷的正交（O）-四方（T）相转变温度(T_O-T)到室温（RT）附近,而陶瓷的T-立方（C）相转变温度（T_C）不发生明显的变化。当Ca²⁺离子的掺杂量为0.08时,BCHT（BCHT-0.08）陶瓷取得最佳的综合电学性能:压电常数d₃₃=380 pC/N,剩余极化强度P_r=13.4μC/cm²以及机械耦合系数k_p=50%。同时对BCHT-0.08陶瓷的温度稳定性以及极化处理进行了研究。BCHT-0.08陶瓷的d₃₃在高于90°C时才出现明显的降低,说明BCHT陶瓷保持了良好的温度稳定性。极化处理之后,BCHT-0.08陶瓷的O-T相转变区域变窄,其四方性增加。此外,BCHT-0.08陶瓷的介电损耗在极化处理后明显地降低。2.研究了(Ba_0.99Ca_0.01)(Ti_0.98Zr_0.02)O₃-Pr₆O₁₁（BCZT-Pr）和(Ba_0.99Ca_0.01)_1-xEu_x(Ti_0.98Zr_0.02)O₃（x=0-0.006,BCZT-Eu）陶瓷体系的电学和发光性能。结果表明:稀土离子的掺杂可以使陶瓷的T_O-T向低温移动,在RT附近得到陶瓷的O-T相转变区,提高陶瓷的压电性能(BCZT-Pr陶瓷中,d₃₃=344 pC/N;BCZT-Eu陶瓷中,d₃₃=400 pC/N)。在波长为448 nm的蓝色激发光的激发下,BCZT-Pr陶瓷在波长649 nm处获得了强度最大的发射峰,呈现出强烈的橙红光;在波长为465 nm的蓝色激发光的激发下,BCZT-Eu陶瓷在波长614 nm处获得了强度最大的发射峰,呈现出强烈的黄光。3.研究了Sm³⁺离子对(Ba_0.95Ca_0.05)(Ti_0.90Sn_0.10)O₃（BCST）陶瓷体系的影响。结果表明:与BCST陶瓷相比,(Ba_0.95Ca_0.05)(Ti_0.90Sn_0.10)O₃-0.002Sm₂O₃（BCST-Sm）陶瓷得到了更好的综合电学性能:d₃₃=450 pC/N和k_p=52%,另外在波长为406 nm的激发光的激发下,BCST-Sm陶瓷在波长596 nm处获得了最大的发射峰,呈现出强烈的红橙光。另外,对BCST-Sm陶瓷进行了极化处理,之后又进行了电学和光学性能测试。极化处理诱导BCST-Sm晶格发生了明显的结构变化,这大大影响陶瓷的电学和发光性能。极化处理之后BCST-Sm陶瓷的四方性随着极化电场强度的增加逐渐增强。当极化电场为20 kV/cm时,BCST-Sm陶瓷的压电性能最佳,为d₃₃=450 pC/N。此外,BCST-Sm陶瓷显示出了一种强烈的极化诱导发光湮灭的现象,其中在20 k V/cm的电场下极化后,发射峰强度最弱。