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具有优异力电耦合性能的铁电材料,在传感器、驱动器等领域有广泛的应用前景。目前提高铁电材料力电耦合性能的方法主要是通过形成准同型相界,其本质在于铁电多变体共存引起优异力电耦合性能。但此方法存在两个方面的缺点:一是具有准同型相界的含铅类铁电材料,虽然力电耦合性能优异,但是其中铅元素污染环境;二是具有准同型相界的无铅铁电材料,尽管其力电耦合性能优异且环保,但其成分非常复杂而难以制备。因此,迫切需求能够在一种成分简单无铅铁电材料中实现多种铁电变体共存,从而达到优异力电耦合性能。普通材料形成孪晶结构后,其内部变体会倍增。借鉴于孪晶特点,我们力图在铁电材料中实现孪晶结构,从而实现多变体共存,期望大幅度提高其力电耦合性能。为此,本论文以成分简单且经典的无铅铁电材料钛酸钡（BaTiO3）为研究对象,探索并制备了BaTiO3孪晶粉末、BaTiO3孪晶粉末/PVDF复合膜、BaTiO3孪晶薄膜,以BaTiO3的孪晶结构为研究核心,从粉末、复合膜、单相薄膜三个层面,研究了孪晶结构对BaTiO3力电耦合性能的影响。主要内容及结论如下:（1）以锐钛矿二氧化钛为原料,通过两步碱热法,成功制备了BaTiO3孪晶粉末。利用X射线衍射和拉曼光谱对BaTiO3孪晶粉末进行物相分析,确定其为四方相。扫描电子显微镜表征显示,BaTiO3孪晶的形貌结构为多个立方块相互堆叠穿插,表面光滑,棱角分明,符合孪晶结构形态。孪晶粉的形成机理在于:在二氧化钛中,钛氧八面体单体之间以点连接存在,如果加入钡离子就会形成普通的BaTiO3晶体;但二氧化钛经过碱热反应后,钛氧八面体之间变为以面连接,加入钡离子就会形成{111}共面钛酸钡孪晶。（2）通过共混法合成工艺制备出不同掺杂质量分数BaTiO3孪晶粉末/PVDF复合膜,并且制备了纯PVDF膜和普通BaTiO3粉末/PVDF复合膜作为对照组。通过测试发现,BaTiO3孪晶粉末/PVDF复合膜的介电、铁电和力电耦合性能要优于普通BaTiO3粉末/PVDF复合膜,其中掺杂质量分数为30%时,BaTiO3孪晶粉末/PVDF复合膜的压电系数d33比普通BaTiO3粉末/PVDF复合膜提升约300%。（3）通过溶胶-凝胶法制备了BaTiO3薄膜,然后利用三点弯曲力加载对BaTiO3薄膜进行热压处理,形成BaTiO3孪晶薄膜。通过透射电子显微镜可以观察到BaTiO3孪晶薄膜内部的孪晶结构,并且BaTiO3薄膜热压处理时受到拉应力越大的区域,产生的孪晶结构越多。利用半导体分析仪、铁电分析仪和压电力显微镜对BaTiO3孪晶薄膜进行测试,发现BaTiO3薄膜热压处理时受到拉应力越大的区域,介电性能、铁电性能和力电耦合性能提升越明显。因此,通过热压处理使BaTiO3薄膜中产生的孪晶结构大幅提升了其力电耦合性能。