铋层状结构压电陶瓷因其居里温度高、介电损耗低、抗疲劳性能好以及较好的电学性能和温度稳定性等特点而常应用于铁电随机存储器和高温高频电子元器件方面。然而,铋层状基陶瓷特殊的晶体结构使其介电常数普遍较低,部分陶瓷存在介电弛豫特性,但对其弛豫机理的研究仍不完善;且较大部分陶瓷在拥有高居里温度的同时都伴随着较低的压电系数,影响了陶瓷在高温压电方面的应用。故本文采用离子改性的方法,通过A位离子改性、B位离子改性和A、B位离子复合改性改善了BaBi₄Ti₄O₁₅（BBT）基压电陶瓷的介电性能和压电性能,探究了微观组织结构对陶瓷电学性能的影响。介电弛豫特性的研究是铋层状材料的一个重要研究方向。为了研究不同的Nd³⁺含量以及改性位置对BBT陶瓷介电弛豫的影响,本文采用传统固相法制备了Ba_1-xNd_xBi₄Ti₄O₁₅（BNBT）和BaBi_4-xNd_xTi₄O₁₅（BBNT）陶瓷,系统地研究和分析了Nd³⁺改性对BBT陶瓷结构和电学性能的影响,在BNBT和BBNT陶瓷的相转变过程中均观察到了明显的与频率相关的宽化介电弛豫峰,采用修正的居里-外斯定律和洛伦兹经验公式对Nd³⁺改性BBT陶瓷中的弥散相变现象进行了详细的描述,利用?、?_A和（35）T_Relaxor等参数分析了掺杂取代位置对BBT陶瓷结构和电学性能的贡献。为了改善BaBi₄Ti₄O₁₅陶瓷的介电性能,本文采用固相合成法制备了BaBi_4-xTi_4-x(Cu_1/3V_2/3)_2xO₁₅（BBT-Cu V）陶瓷,采用Cu²⁺和V⁵⁺两种异价离子B位改性BBT陶瓷,研究了B位不等价离子改性对BBT陶瓷微观组织结构和介电性能的影响。研究发现Cu²⁺和V⁵⁺改性BBT陶瓷可有效提升BBT陶瓷的介电常数、居里温度以及温度稳定性。当x=0.09时,BBT-9Cu V陶瓷可获得较大的介电常数值约～325（低频100 Hz）和居里温度（T_c）466℃。为了进一步改善BBT陶瓷的介电性能,研究BBT陶瓷中的巨介电效应,本实验采用固相合成法成功制备了Ba_1-x(K_0.5Bi_0.5)_xBi_3.91Ti_3.91(Cu_1/3V_2/3)_0.18O₁₅（BBCVT-KBi）陶瓷,采用K⁺和Bi³⁺两种异价离子A位改性BBT-9Cu V陶瓷,研究A、B位离子复合取代对BBT陶瓷微观结构及介电性能的影响,通过改性离子诱导晶粒异常长大并形成缺陷偶极子团簇,从而提高BBT陶瓷的低频巨介电响应和结构稳定性。通过K⁺和Bi³⁺的改性,BBCVT陶瓷中出现异常长大的大尺寸晶粒,且伴随着较大的低频巨介电响应,当掺杂量x=0.75时,BBCVT-75KBi陶瓷的介电常数在低频100 Hz时达到最大值（>10⁴）,居里温度（T_c）为588℃,温度稳定性显著增强;对于BBT陶瓷的低频巨介电响应的起源以及影响因素进行了系统的研究与分析。本文采用传统固相法成功制备了BaBi₄Ti_4-x(Cu_0.5W_0.5)_xO₁₅（BBT-Cu W）陶瓷,采用Cu²⁺W⁶⁺取代BBT陶瓷B位的Ti⁴⁺,研究高低价离子共掺引起的晶格畸变对陶瓷压电性能的影响,通过中和并抑制氧空位缺陷引起较大的晶格畸变来改善BaBi₄Ti_4-x(Cu_0.5W_0.5)_xO₁₅陶瓷的压电性能。X射线衍射分析的结果证实,晶胞参数c随着晶胞参数a的增加而明显降低。通过铜和钨的改性,可以有效改善BaBi₄Ti₄O₁₅陶瓷的居里温度、电阻率和压电性能。当x=0.03时,可以在BaBi₄Ti_4-x(Cu_0.5W_0.5)_xO₁₅陶瓷中获得压电系数的最大值（～30 p C/N）,且具备良好的温度稳定性以及机电性能。