Ca Bi2Nb2O9（CBN）铋层状压电陶瓷材料具有超高的Curie温度（Tc～943℃）、较小的损耗正切值、高绝缘性以及优异的温度稳定性等优点,是高温压电应用候选材料之一。然而,铋层状结构材料中氧八面体的畸变限制于a-b平面,导致其压电(d33～5 p C/N)和铁电性能（Pr～3μC/cm~2）普遍较低。因此,需要进一步提升CBN压电陶瓷的压电性能,同时保持较高的居里温度,以保证其在高温应用环境下拥有足够的灵敏度。由此,本论文以提高CBN陶瓷的压电性能为主要目的,系统研究离子掺杂对其综合性能的影响,以及深度分析晶体结构畸变作用于压电性能提升的内在机理。本论文实验内容分为以下三个部分:首先,设计了Mg2+掺杂Ca Bi2Nb2-xMgxO9-3x/2（CBN-x Mg,CBNM,0≤x≤0.04）陶瓷的改性实验,系统研究了B位Mg2+受主掺杂对CBN陶瓷氧八面体结构和电学性能的影响。XRD和拉曼分析结果显示,Mg2+进入CBN陶瓷的B位形成单相化合物。精修显示掺杂提高了Nb O6八面体的畸变,同时增强了格点沿a轴方向的理论自发极化值,由-28.278μC/cm~2提升至-31.768μC/cm~2。SEM显示CBNM陶瓷晶粒沿a-b平面的生长速度得到加强,掺杂样品具有更明显的片状结构。另外,Mg2+掺杂有效降低了CBN陶瓷的反位缺陷,进而加强了（Bi2O2）2+层结构的稳定性,提升样品的电阻率。当掺杂量x=0.02时,CBN陶瓷样品的综合性能达到最佳:d33=11.1 p C/N,Pr=7.22μC/cm~2,tanδ（600℃）=3.0%,ρdc（600℃）=4.5×10~7?·cm。其次,选用Cu/W复合离子作为掺杂剂,进行了Ca Bi2Nb2-x(Cu0.25W0.75)xO9（CBNCW-x,CBNCW,0≤x≤0.15）陶瓷的改性实验。系统研究了B位Cu/W等价掺杂对CBN陶瓷晶体结构和电学性能的影响。结果显示,所有陶瓷样品均生成了m=2的CBN单相化合物,陶瓷晶粒为典型的铋层状片状结构。精修表明Cu/W等价掺杂显著增强了氧八面体的畸变程度,有效提升CBN陶瓷的极化强度,尤其是样品的铁电性能得到明显提升。当掺杂量x=0.075时,陶瓷样品的综合性能相对较好:d33=13.8 p C/N,Pr=12.10μC/cm~2,Tc=918℃,tanδ=0.57%,Qm=7099。最后,在CBNCW-0.025陶瓷的基础上,设计了Ce离子掺杂Ca1-xCexBi2Nb1.975(Cu0.25W0.75)0.025O9（CBNCW-x Ce,0≤x≤0.09）陶瓷的改性实验。系统研究了A位Ce离子和B位Cu/W离子共掺杂对CBN陶瓷的晶体结构、氧空位和压电性能的影响。XRD图谱和Rietveld精修结果显示,样品的晶体结构由正交相转变为伪四方相,晶格畸变减弱。拉曼光谱和XPS光谱分析表明,自然空气烧结的陶瓷样品中Ce离子存在+3价和+4价,其中Ce4+取代了Nb5+,导致掺杂陶瓷晶体中Nb O6八面体的扭转和拉伸振动减弱,同时引起氧空位浓度增加。在晶体结构畸变和氧空位含量的共同影响下,当掺杂量x=0.04时,陶瓷样品的综合性能表现最佳:d33=18.1p C/N,Tc=900℃,500℃时ρdc=2.8×10~5?·cm。本实验制备的CBNCW-0.04Ce陶瓷样品具有超高的居里温度和良好的压电性能,可视作高温压电候选材料之一,具备较大的应用潜力。