本文从材料的重要性、分类、发展前景及发展趋势入手,重点阐述了压电效应及其形成压电效应的必备条件,简单地介绍了压电陶瓷的铁电性、电畴。并深入地探讨了陶瓷的铁电性随外电场的变化规律以及电畴的形成机理。重点解释了比较常见的五种极化形式,如自发极化,谐振式极化,空间极化,松弛极化,位移式极化,并比较了这五种极化形式的异同,同时探索了形成这些极化的条件。并细致地分析与研究了压电常数、机电耦合系数、频率常数、介电损耗、机械品质因数等重要的参数以及影响这些参数性能的主要因素。众所周知,尽管应用比较广泛的锆钛酸铅(PZT)及其复合压电陶瓷可以很好地满足人类需要,但是,该类铅基压电陶瓷存在以下不足；其一,氧化铅在800℃左右极易挥发,其二,铅基压电陶瓷在制备,使用及废弃物处理过程中极易对人体造成伤害。本文从铅基压电陶瓷的研究现状及存在的突出问题着手,目的是为了引出研究环境协调性无铅压电陶瓷(环境协调性压电陶瓷是指既满足人类生活所需,又无污染环境)的现实意义,然后简明扼要地综述了四种比较活跃的无铅压电陶瓷,如钛酸钡(BaTiO3)、铋层状结构、碱金属铌酸盐系及钨青铜结构。并对这四种无铅压电陶瓷的压电性、介电性、声学性能等做了简单地介绍,同时也对这四种无铅压电陶瓷的优势与不足加以对比,简要地分析了每种压电陶瓷的实用范围,科学地预测了各种压电陶瓷的应用前景。第二章说明Bi0.5Na0.5TiO3无铅压电陶瓷是A位复合取代的钙钛矿型铁电体。并细致地研究了BNT无铅压电陶瓷的结构。重点研究了Bi0.5Na0.5TiO3无铅压电陶瓷的改进机理,取代方法及取代原则,掺杂途径、掺杂物的容限因子,形成准同型相界的条件,剩余极化强度,准同型相界,矫顽场,热稳定性等。同时探讨了制备BNT基无铅压电陶瓷的常用方法,如固相法,水热法,溶胶-凝胶技术,熔盐法,还对各种工艺的优劣加以比较。于此同时也对Bi0.5Na0.5TiO3无铅压电陶瓷的不足与亟待解决的基本问题做了简要地表述。第三章重点研究了制备BNT基无铅压电陶瓷的工艺流程及各个环节的注意事项,同时介绍了各种参数的测试方法,如密度(称量法,阿基米德定律法,比重杯法),线收缩率,平面机电耦合系数,自由介电常数,介电损耗,机械品质因数,压电常数等参数的测量方法及其步骤。同时也介绍了电畴观察法、Sawyer Tower电路示波器观察电滞回线突变法确定居里温度的方法、机理及其步骤。并从BNBT6无铅压电陶瓷的密度、伸缩率、压电、介电性能、品质因数、介电损耗等角度分析了预烧温度与烧结温度对它们性能的影响,综合考虑预烧温度为900℃比预烧温度为850℃所得的BNBT6无铅压电陶瓷的压电性能更好。经试验证实,预烧温度为900℃,烧结温度为1160℃时,BNBT6无铅压电陶瓷的压电、介电性能最好。其参数d33=120pC/N,KP=0.202,εr=625,Qm,=205,tan 6=2.1。因为稀土元素具有半径比较大,容易形成A空位,化学性能稳定,极化率高等优势。因而本文采用性能良好的稀土元素CeO2掺杂性能良好的BNBT6无铅压电陶瓷,并探索了预烧温度为890℃,烧结温度为1190℃时,掺杂量从0.2%-1%变化时,BNBT6无铅压电陶瓷的压电常数,机电耦合系数,介电损耗,品质因数,相对介电常数随CeO2掺杂量的变化。