铁电材料在传感器、驱动器、超声波换能器、谐振器、非挥发性存储器、电容器等各种电子元件方面有着广泛的应用,随着科技的发展,对材料的使用条件提出了更高的要求,越来越多的电子器件在高温环境下使用,由于传统铅基材料使用温度低,驱动电压大,污染环境,目前对铁电材料的研究主要集中在铋层状钙钛矿结构材料。相比于其它铋层状钙钛矿结构材料,Sr2Bi4Ti5O18(SBT)具有较低的矫顽场、老化率低、电阻率高、温度稳定性好,但是其剩余极化强度和居里温度较低,尚不能取代目前工业上广泛使用的铅基材料。目前对SBT的研究多集中在铁电和压电性方面,而铁电和压电性的研究不能直观反映出引起材料导电和弛豫的机制,通过对其介电特性的研究,揭示缺陷和导电、弛豫及铁电性能的内在联系,这对于指导并优化铁电性能具有重要的指导意义。本论文以SBT为研究对象,研究了Ca取代对SBT铁电陶瓷性能的影响,通过对不同气氛烧结制备的Sr2Bi4Ti5O18(SBT)铁电陶瓷介电特性的研究,发现改善性能的有效方法,阐明了导电和弛豫机制及漏电机理。BiFeO3 (BFO)具有较大的漏电流,而SBT的(Bi202)2+层具有绝缘和空间电荷库的双重作用,将BFO插入SBT中形成单相多铁材料,通过对其性能的研究,探讨引起导电和漏电的机制对于指导多铁材料的设计具有重要的理论意义,为发展多铁功能器件提供了新的思路,具体研究成果如下：(1)用自蔓延烧结法制备出纳米级、分散性好的SBT和Ca2Bi4Ti5O18 (CBT)粉体,确定了SBT和CBT铁电陶瓷的最佳烧结温度,SBT铁电陶瓷显示出较高的剩余极化强度和较低的居里温度,而CBT铁电陶瓷具有较小的剩余极化强度和较高的居里温度。氧气气氛烧结SBT样品具有较高的电导激活能,主要原因是氧气气氛烧结样品中缺陷相对较少。(2)研究了Ca取代对SBT铁电陶瓷性能的影响,确定了最佳取代量,拉曼光谱分析证实了,Ca取代对(Bi202)2+层没有影响,施加电场为100kV/cm,取代量为0.15的CSBT铁电陶瓷具有最优的铁电性能,剩余极化强度2Pr=17.7μC/cm2,矫顽场强2Ec=91kV/cm,居里温度Tc=310℃,漏电流密度J=-1.1×10-6A/cm2。(3)研究了烧结气氛对CSBT铁电陶瓷性能的影响,在高温区域(180-480℃),烧结气氛对激活能(弛豫和电导)影响较大,形成的电导和弛豫主要是由氧空位的热运动形成的；在低温区域(30-180℃),烧结气氛对激活能的影响较小,形成的电导来源于氧空位的一级电离产生的电子,弛豫是由弱束缚电子的松弛极化形成的。CSBT-0.15陶瓷样品在0-15kV/cm符合由热激发电子主导的欧姆传导机制,在15-30 kV/cm符合氧空位主导的空间电荷限制传导机制,氮气气氛烧结样品在25-50 kV/cm符合肖特基发射传导机制。(4)Nd掺杂可以改善CSBT-0.15铁电陶瓷的铁电性能,当取代量为0.05时,显示出最优的铁电性能,随着掺杂量的增加,样品居里温度线性单调降低,介电峰逐渐变低且逐渐宽化,表现出弥散相变的特点。Bi4Ti3O12(BT)和CSBT-0.15只能形成吉布斯自由能较低的4层CSBT-4结构,而不能形成共生结构,表现出的弛豫性是由A位离子的无序分布造成的。(5)BFO作为插层插入SBT类钙钛矿层中形成复合的6层铋层状钙钛矿结构,SBTF相比于SBT具有较大的结构畸变,施加125kV/cm的电场时可得到较为饱和的电滞回线,剩余极化强度和矫顽场强分别为：2Pr=20.5μC/cm2和2Ec=128kV/cm。SBTF相当于Sr、Ti共掺杂的BFO陶瓷,可以有效的降低氧空位浓度和Fe2+含量,且SBT中的(Bi2O2)2+具有绝缘和空间电荷库的双重作用降低了漏电流密度,J=3×105-A/cm2,SBTF中的电导是由Fe2+离子热激发主导的欧姆传导机制,SBTF显示出铁磁性能2Ms=0.007emμ/g。