BCTS陶瓷是一种存在自发极化的重要功能材料,具有响应施加的机械应力而产生电势的能力,能够促进机械应变和电能之间的转化,被广泛地开发并应用于微型设备和系统中,促进了工程领域,医学研究,机器人技术等方面的发展。然而,纯的BCTS陶瓷电学性能较低限制了其发展。稀土掺杂是一种改善陶瓷电学性能的有效且简便的方法,稀土Er2O3、Eu2O3掺杂BCTS陶瓷通过传统的固相反应工艺制备,通过研究分析,系统地揭示稀土掺杂对BCTS陶瓷相变特征、微观形貌和电学性能的改善作用。第一部分研究了不同含量稀土Er2O3掺杂与BCTS陶瓷结构变化和电学特性的关系。相结构分析表明,稀土Er2O3掺杂使得Er3+离子部分代替BCTS陶瓷中的晶格位置,在x=0.03附近表现出正交-四方相共存,具有准同型相界。另外,随着稀土氧化物Er2O3的引入,BCTSR陶瓷气孔收缩,微观结构更加致密。压电性能d33和Kp在x=0.03处得到最大值,分别为439pC/N和54.7%。此外,稀土氧化物Er2O3的引入能够有效地提升居里温度,并且少量稀土Er2O3的掺杂能够使介电常数得到提升。所有样品都具有完整且饱和的电滞回线,具有良好的铁电性能。Pr和Ec分别在x=0.04处获得最佳值,分别为12.26μC/cm2和1.05kV/cm。第二部分研究了不同含量稀土Eu2O3掺杂与BCTS陶瓷结构变化和电学特性的关系。相结构分析表明,稀土Eu2O3掺杂后Eu3+离子进入BCTS晶格结构的A位,晶胞体积逐渐缩小,诱导产生相变。随着稀土氧化物Eu2O3的引入,晶粒的平均粒径逐渐变小,气孔数量减少,晶粒的生长得到抑制,致密度得到改善。样品的d33和Kp随施加电场的增大逐步增大,在3.5 kV/mm达到最大并趋于稳定。d33和Kp曲线展现出一致的趋势,在x=0.03处获得最大值,分别为d33=475pC/N,Kp=57.9%。此外,εr随Eu2O3掺杂比例的增大在x=0.03时达到最大值,为30137.1。居里温度Tc的变化范围主要在60℃至70℃。所有样品都拥有相对比较好的铁电特性参数,BCTSU陶瓷的Pr在x=0.04达到最大,为12.36μC/cm2,Ec总体表现出较小的值,稳定在1.0kV/cm左右。