BaTiO3是历史上发现最早的一种压电陶瓷材料。但是,BaTiO3基压电陶瓷目前在实际应用中已很少见。然而,随着可持续经济社会对无铅化要求的日益增强,BaTiO3基陶瓷作为一类很有希望替代PZT的无铅压电材料又重新受到重视。本课题组曾率先对固相反应途径制备的BaTiO3陶瓷的压电晶粒尺寸效应进行了系统的研究,发现了压电常数d33随着晶粒尺寸的减小而增大的物理现象。但是,通过固相反应途径和利用普通烧结工艺制备小晶粒、高致密度的BaTiO3陶瓷在实验上有一定的困难。在此背景下,本论文从原料和制备工艺的两个方面探讨了提高BaTiO3陶瓷压电性能的可能性。在原料方面,尝试了利用水热法合成的钛酸钡微粉作原料制备钛酸钡陶瓷；在制备工艺方面,对球磨工艺(延长球磨时间或者使用纳米超细研磨设备研磨粉料)和烧结工艺(采取两步烧结方式或热压烧结方式)进行了探索。本论文使用水热法合成的颗粒度为100nm的BaTiO3微粉为原料,分别采用普通烧结、两步烧结和热压烧结方式制备了陶瓷样品,并对其介电特性和压电性能进行了比较研究。其中,在温度为1170℃、压力为600kgcm2下保温1小时的条件下进行热压烧结所制备的陶瓷样品的平均晶粒尺寸为5.6μm、相对密度为98.7%,其d33值在室温下达到485pC/N,而在10℃时d33峰值则高达574pC/N。通过两步烧结方式,制备出了d33值在室温下达到405pC/N、于9℃时d33峰值达到442pC/N的BaTiO3陶瓷样品。该样品的相对密度为95.9%,其微观组织结构中大晶粒和小晶粒同时共存,大晶粒的平均晶粒尺寸约为60μm、小晶粒的平均晶粒尺寸约为2.1μm。利用热压烧结和普通烧结制备了具有不同晶粒尺寸的一系列BaTiO3陶瓷样品,考察了d33、kp、相变点和介电常数随晶粒尺寸的变化,并与以通常固相反应途径所制备的BaTiO3陶瓷的晶粒尺寸效应进行了比较。本论文探讨了二次球磨时间条件对所制备的BaTiO3陶瓷的物性影响。利用固相反应途径制备BaTiO3陶瓷时,通常把二次球磨的时间条件设为12小时。在本论文的研究中,考察了将二次球磨时间延长至18小时所产生的效果。实验上使用二次球磨时间条件分别为12小时和18小时制得的BaTiO3微粉,进行了以各种烧结方式(普通烧结、两步烧结和热压烧结)制备陶瓷样品的摸索。研究发现,将二次球磨的时间条件从12小时延长到18小时时,BaTiO3微粉的平均颗粒尺寸从0.4μm减小到0.2μm。所制备出的BaTiO3陶瓷样品的压电活性也得到了一定的提高。以普通烧结方式所制备的BaTiO3陶瓷样品的室温d33值从365pC/N提高到395pC/N,而利用两步烧结方式所制备的BaTiO3陶瓷样品的室温d33值则从390pC/N提高到413pC/N。本论文还进行了利用纳米超细研磨设备制备BaTiO3微粉的尝试。将研磨时间条件在1h至3h之间进行变化,制得了一系列颗粒度不同的BaTiO3微粉。扫描电子显微镜观察显示,BaTiO3微粉的颗粒径的尺寸大小依次在0.5μm至0.1μm之间发生变化。通过对BaTiO3微粉的XRD分析和所制备的BaTiO3陶瓷的相变点的分析得知,将研磨时间设定超过2.5小时所得到的BaTiO3微粉中已经有较多量的杂质的混入。利用]各种不同研磨时间条件下研磨得到的BaTiO3微粉、以各种烧结方式(普通烧结、两步烧结和热压烧结)制备出了BaTiO3陶瓷样品,并考察了它们的压电性质。在该实验中,研磨时间条件设为1h、利用普通烧结方法制备出的陶瓷样品呈现比较好的压电性能,其d33值和kp值分别达到了260pC/N和33.4%；研磨时间条件设为1.25h、采用两步烧结方法制备出的陶瓷样品所呈现最好的压电性能为d33=265pC/N、kp=33.7%。