虽然电介质电容器具有充放电速度快和较好的稳定性,但它的储能密度比较小,导致在储能方面的应用受到限制,因此制备出高储能密度的电介质电容器吸引了研究人员的注意。铁酸铋（Bi Fe O₃）是一种在理论上具有高自发极化值的ABO₃型钙钛矿多铁材料,但Bi Fe O₃主要存在两个缺点:首先在烧结过程中,Bi2O₃的挥发导致Bi Fe O₃内部氧空位浓度升高;其次由于Bi Fe O₃的形成能较小,不易合成,因此限制Bi Fe O₃陶瓷在储能方面的应用。针对上述两个问题,本论文通过采用掺杂改性方式调节Bi Fe O₃的极化行为,提高其饱和极化强度,其次在Bi Fe O₃中加入纳米Ba Ti O₃以提高其储能密度。利用第一性原理计算,分析Bi Fe O₃和Ba Ti O₃的电子结构及储能机理。在Bi Fe O₃的A位中加入Nd³⁺/Sm³⁺离子,B位中加入Ru4+离子,通过改变Sm³⁺离子的含量对Bi Fe O₃的极化行为进行优化,结果表明晶粒尺寸和极化强度值随着Sm³⁺离子含量增加而逐渐减小,即当Sm³⁺离子含量为2mol%时,饱和极化值Pmax为66μC/cm2。在Bi_0.88Nd_0.1Sm_0.02Fe O₃中加入纳米Ba Ti O₃,制备（1-x）Bi_0.88Nd_0.1Sm_0.02Fe O₃-x Ba Ti O₃陶瓷,通过改变纳米Ba Ti O₃的含量,对陶瓷的储能行为进行研究。结果表明:该陶瓷在室温上具有铁电性,且当纳米Ba Ti O₃的含量为50mol%时,陶瓷在电场强度为210 k V/cm时测得的有效储能密度Wrec与储能效率η均达到最大,此时Wrec值为3.24 J/cm³、η值为85.2%。为进一步提高储能特性,将该组分的陶瓷在不同的温度（600?C、700?C、800?C）下进行淬火处理,对其储能密度和储能效率进行计算,通过分析得到,当淬火温度为700?C时储能特性最佳,此时的有效储能密度Wrec在电场强度约为220 k V/cm时可达到3.65 J/cm³,证明了适当的淬火温度的确会增加陶瓷的储能密度。采用第一性原理计算的方法,对Bi Fe O₃和Ba Ti O₃的结构进行分析。结果表明:Bi Fe O₃的禁带宽度是E_g=1.023 e V、形成能为-0.132 e V,证明了Bi Fe O₃在烧结过程中极易分解;Ba Ti O₃的禁带宽度是E_g=1.848 e V、形成能为-1.543 e V;通过线性叠加的方法模拟得到随着纳米Ba Ti O₃含量的增加,（1-x）Bi_0.88Nd_0.1Sm_0.02Fe O₃-x Ba Ti O₃陶瓷的晶格常数逐渐降低,这点与XRD结果相同。计算当纳米Ba Ti O₃含量为50mol%时,根据E（0.5 Bi Fe O₃-0.5 Ba Ti O₃）-E（Bi Fe O₃）-E（Ba Ti O₃）<0,证明了在此组分下,更倾向于形成核壳结构而非固溶体,从侧面证明了核壳结构的确可提高材料的储能密度。