单相多铁材料能在同一种材料中同时拥有磁性和铁电性。但是,到目前为止单相多铁材料是比较罕见的,Bi Fe O3是目前发现的稀有的能在室温以上同时表现出铁电性和反铁磁性的单相多铁材料。Bi Fe O3拥有高达830oC的居里温度和370 o C的尼尔温度,在多功能器件方面具有广阔的潜在应用前景,是当前功能材料领域的研究热点。此外,Bi Fe O3具有高铁电居里温度,也有望成为高温无铅材料的候选材料。本论文构建了B位改性的Bi Fe1–x Mx O3-Ba Ti O3(M:Al、Yb和Co)陶瓷体系,重点研究了B位取代改性和制备工艺对Bi Fe O3基钙钛矿材料的结构、压电及多铁性能的影响,并得到如下结论:(1)采用固相法制备出0.725Bi Fe1–x Alx O3-0.275Ba Ti O3+1 mol%Mn O2多铁性陶瓷,研究了Al掺杂和烧结温度对该体系的晶体结构、微结构、压电性以及多铁性的影响。实验结果表明,该陶瓷在970-1000 o C能形成致密的钙钛矿结构0.725Bi Fe1-x Alx O3-0.275Ba Ti O3+1mol%Mn O2多铁性陶瓷。在x=0处,材料的晶体结构为菱方,在x=0.01-0.03处的晶体结构为菱方和正交两相共存;当x>0.03时,晶体结构变为正交。在970 o C下烧结的x=0.01组分的陶瓷具有高的电阻率(~109Ω·cm)和良好的压电性能(d33=138 p C/N,kp=32.7%)。随着烧结温度升高,陶瓷的致密度、电绝缘性、铁电性、铁磁性和压电性均得到了提高。Al掺杂降低了陶瓷的磁性,但是烧结温度的升高增强了陶瓷的磁性。(2)采用传统的固相法制备出0.725Bi Fe0.98Yb0.02O3-0.275Ba Ti O3+1 mol%Mn O2多铁性陶瓷,重点研究了烧结温度对该体系的晶体结构、微结构、多铁性以及压电性的影响。研究结果表明,该体系的陶瓷在850-940 o C为菱方;在970oC-1000 o C为三方和四方的两相共存;当温度升高到1030 o C时则完全变为四方。当烧结温度从850 o C升高到1000 o C时,晶粒尺寸从1.02μm增大到4.69μm。随着烧结温度的提高,陶瓷的致密度、电绝缘性、铁电性、铁磁性和压电性均得到了提高。在970 o C及以上的温度下烧结得到的陶瓷具有高的相对密度(94.7-95.9%)、良好的压电性能(d33=125-138 p C/N)、强铁电性(Pr~13.2μC/cm2)和强铁磁性(Mr=0.118 emu/g)。(3)采用的传统固相法制备0.75Bi Fe1-x Cox O3-0.25Ba Ti O3+1 mol%Mn O2多铁性陶瓷,研究了Co掺杂和烧结温度对该体系的晶体结构、微结构、压电性以及多铁性的影响。实验结果表明,Co掺杂使该体系的晶体结构从菱方变为四方,且增强了该陶瓷体系的铁电性能和铁磁性。在x=0.10处,剩余极化Pr和剩余磁化Mr均达到最大值,分别为12.8μC/cm2和0.97 emu/g。烧结温度的升高也使陶瓷晶体结构发生了变化,在850-940oC下烧结的陶瓷样品为菱方,当烧结温度升高到970 o C和1000 o C时,陶瓷样品的晶体结构为菱方和四方共存相。在970-1000 o C下烧结的x=0.02陶瓷样品具良好的铁电性能(Pr=14.5-21.6μC/cm2)和铁磁性能(Mr=0.09-0.13 emu/g)。