为了监测发动机的工作状况,传感器需要尽可能贴近高温发动机表面,航空、航天、核能领域迫切需求能工作在500?C或者更高温度条件下的传感器。铋层状结构铁电陶瓷具备高居里温度、抗疲劳等特点,可应用于极端环境下工作的高温压电传感器,然而极低的压电性能限制了其实际应用。本文以居里温度极高（⁹40?C）的CaBi₂Nb₂O₉（CBN）为研究对象,采用固相反应法合成多元稀土元素（Li,Ce,Sm）、（Li,Ce,Nd）、（Li,Ce,La）掺杂CBN基压电陶瓷。探索多元稀土元素掺杂、Ce/La两种稀土元素比例以及烧结温度和时间对CBN基压电陶瓷晶体结构、微观形貌以及介电、直流电阻、压电等电学性能的影响。Rietveld精修结果表明,多元稀土元素进入晶格内部形成固溶体,掺杂使晶体结构有由斜方晶系向四方晶系转变的趋势。反位缺陷中A位的Bi³⁺具备6s2孤对电子,抑制这种变化趋势,在多元稀土元素低浓度掺杂时表现突出。相比La元素,Ce元素在促使晶体结构由斜方相向伪四方相转变中起主要作用,这可能与Ce³⁺的外层电子排布有关。升高烧结温度和延长烧结时间都能降低斜方畸变程度,促进晶体结构向伪四方相转变。稀土元素具备较高的熔点,在烧结过程中不易扩散,降低晶粒尺寸,主要抑制晶粒沿垂直c轴平面生长。升高烧结温度和延长烧结时间都能促进晶粒长大。晶体结构和晶粒尺寸对介电、直流电阻和压电等电学性能存在影响。居里温度和斜方畸变程度以及电子排布有关,降低斜方畸变程度和A位Bi³⁺浓度都能降低居里温度。斜方畸变程度降低,NbO₆八面体沿a轴倾斜和沿c轴旋转程度降低,对载流子移动阻碍减小,表现为直流电阻率和激活能降低。同时,晶粒尺寸减小,晶界增多,载流子更易聚集在晶界,直流电阻率和激活能降低。斜方相向伪四方相转变过程中的准同型相界附近,垂直b轴方向的a滑移面被打破,极化方向沿a轴和b轴,压电性能增强。晶粒尺寸减小,电畴尺寸减小,更容易移动,同样导致压电性能提高。（Li,Ce,Nd）掺杂浓度过高会导致缺陷浓度过高,d₃₃温度稳定性迅速降低,另外晶粒尺寸越小,极化时产生的内应力越大,在退火过程中被释放,退极化性能降低。通过多组实验,最终制备出压电系数最高的LCLM-10陶瓷:居里温度925?C,压电系数高达17.5pC/N,同时在850?C退火2 h,其d₃₃值为15.7pC/N,约为原始值的90%,具有优异的热稳定性。