随着高新技术的迅猛发展,和半导体微器件的广泛应用,对铁电材料的性能要求越来越高。传统的铅基钙钛矿型铁电材料尽管性能优异,其带来的重金属污染问题不容忽视,而与半导体衬底的不匹配也限制了其在半导体微器件上的广泛应用。本文分别选取BaTi2O5和FeTiTaO6为目标体系,系统进行了新型非钙钛矿结构无铅铁电陶瓷的合成、微结构与电学性能研究。　　 BaTi2O5具有良好的铁电性能,并且具有较高的居里温度(TC=460℃)和各向异性的特点,被认为有望代替铅基高温陶瓷应用于电子器件中。但BaTi2O5在高温下(1200℃附近)会分解成BaTiO3和Ba6Ti17O40,所以很难通过常规的固相反应法合成,这使其实用化受到了限制。本文尝试采用熔盐工艺制备烧结活性更高的BaTi2O5粉体,研究了升温速率、熔盐量、合成温度及合成时间对粉体相组成及形貌的影响,探讨了熔盐法高温液相合成机制。研究表明升温速率对反应制得的BaTi2O5粉体相组成影响不大,增大熔盐量、提高合成温度及延长反应时间均有利于BaTi2O5粉体的生成,但本实验产物中均含有BaTiO3,未得到纯的BaTi2O5陶瓷粉体。　　 FeTiTaO6陶瓷是具有金红石结构的新型无铅铁电陶瓷,其具有典型的弛豫铁电体的特性。本文采用传统的固相反应法制备了结构致密的FeTiTaO6陶瓷,进行了系统的结构与弛豫特性分析。研究表明,Fe3+和Ta5+进入金红石结构中,随机占据Ti位,其品格参数较TiO2增大。根据Uchino-Nomura方程和Arrhenius公式等计算了弥散因子γ和电导率σ等表征弥散性和弛豫性的物理参数,证明FeTiTaO6陶瓷是具有弥散相变特征的弛豫性材料。根据Vogel-Fulcher方程,计算得出f0=109 Hz,Ea=0.068 eV,TVF=234.8℃,这与传统铅基弛豫体的特征值符合较好,证明该材料弛豫行为类似于自旋玻璃体。　　 分析了TiO2晶型对FeTiTaO6陶瓷电学性能的影响及内在机制。研究表明,由于在煅烧阶段不同晶型TiO2之间发生结构转变,使制得的陶瓷粉体反应活性不同,影响陶瓷烧结的热力学进程,最终导致陶瓷的介电性能出现差异。　　 非钙钛矿型铁电体铁电起源的研究是目前重要的课题,是对现有的铁电理论的必要补充。本文通过对比FeTiTaO6和AITiTaO6两种陶瓷在结构及电学性能上的异同,分析FeTiTaO6陶瓷的铁电起源。认为在FeTiTaO6中,Fe3+离子具有3d5的电子构型,其可与O的2p轨道发生一个较强的杂化作用,从而有利于产生低对称性的构型并导致铁电性出现。