压电陶瓷是一种常见的功能性材料,它可以将电能和机械能有效地进行相互转换。对于高温压电陶瓷,广泛地应用于核能、航空航天、汽车、地质勘探等工程技术领域,具有重要的应用和研究价值。锆钛酸铅（PZT）陶瓷具有较强的压电活性和良好的温度稳定性,在高温压电陶瓷应用领域有非常重要的地位。而PZT陶瓷在加工过程中对环境和健康有一定危害,而且其在高温领域的应用也由于其退极化温度低而受到限制。钛酸铋钠基和铌酸钾钠基无铅压电陶瓷居里温度较高,近年来备受关注,但是温度稳定性仍然不够高不足以在高温领域应用。BiFeO₃是一种十分具有研究价值的高温铁电材料,其居里温度高T_C=830℃。近年来,（1-x）BiFeO₃-x Ba Ti O₃体系作为一种潜在的无铅压电陶瓷材料受到广泛关注。本文采用固相合成法通过添加Li₂CO₃作为烧结助剂、改变BF/BT的化学计量比寻找准同型相界、掺杂Bi(Zn_0.5Ti_0.5)O₃进行离子取代来提高陶瓷的压电、介电、铁电性能和温度稳定性。文章系统地对该体系陶瓷的相变、微观结构、电性能和高温稳定性进行了研究。研究内容如下:（1）实验采用了固相合成法制备了居里温度高、退极化温度良好的0.7BiFeO₃-0.3Ba Ti O₃+0.025BZT+x Li₂CO₃+0.0035Mn O₂（其中x=0,0.1,0.2,0.3,0.4mol%,简称BFBT-BZT-x LC）三元系无铅压电陶瓷。实验结果表明,加入Li₂CO₃作为烧结助剂可以明显提高BFBT-BZT-x LC压电陶瓷的压电性能和温度稳定性。此外,当LC含量为0.3mol%时,陶瓷的压电性能达到最大值d₃₃=184p C/N。特别指出的是,陶瓷的高居里温度为554℃,并且在退极化温度T_d=530℃时,d₃₃仍然高达150p C/N。（2）实验制备了（1-x）BiFeO₃-x Ba Ti O₃-Bi(Zn_0.5Ti_0.5)O₃+0.0035Mn O₂+0.3mol%Li₂CO₃（其中x=0.24,0.26,0.28,0.30,0.32,0.34,简称（1-x）BF-x BT-BZT）压电陶瓷。当x=0.3时,陶瓷的压电性能、居里温度和退极化温度分别高达184p C/N,550℃和530℃。此处陶瓷中菱方相和伪立方相共存形成了准同型相界。值得注意的是,当x=0.24时,陶瓷的Tc高达580℃,介电损耗较低tanδ=1.9%。（3）实验采用复合离子(Zn_0.5Ti_0.5)³⁺进行B位离子取代,制备了0.76BiFeO₃-0.24Ba Ti O₃-x Bi(Zn_0.5Ti_0.5)O₃+0.0035Mn O₂+0.3mol%Li₂CO₃（其中x=0,0.015,0.020,0.025,0.030,简称BF-BT-x BZT）压电陶瓷。BZT可以与BF-BT基压电陶瓷形成新的三元钙钛矿固溶体,有效地提高了BF-BT-x BZT陶瓷的压电性能和温度稳定性。实验研究结果表明,当BZT含量的增加时,陶瓷样品的晶体结构均为菱方相结构,变化并不明显。当BZT为0.02时,0.76BF-0.24BT-x BZT高温无铅压电陶瓷的压电性能最佳,其中d₃₃=102p C/N,k_p=0.35、Q_m=73.29。特别指出,x=0.02时,陶瓷的介电损耗为1.8%,这说明陶瓷的老化率极低,可以应用在实际领域。当BZT掺杂量为0.02时,T_C达到最大值595℃。其退极化温度T_d=560℃,在如此高的退极化温度时,压电常数仍然高达84p C/N。本实验采用简单的制备工艺、低廉的制备成本研制出压电性能良好,温度稳定性极高的无铅压电陶瓷,是目前所报道的BF-BT体系压电陶瓷中居里温度最高的压电陶瓷。这有利于陶瓷的工业化生产,并且使该陶瓷在高温领域的实际应用成为可能。