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半个多世纪以来,锆钛酸铅(PZT)基压电材料凭借其优异的压电与机电耦合性能,在驱动器、换能器、传感器等领域一直占据着主导地位。但由于PZT高的铅含量,对人体与环境构成巨大危害,发展新型的无铅压电材料来替代或部分替换传统铅基压电材料成为近些年来国内外研究热点之一。研究结果表明,(1-x)Bi0.5Na0.5Ti O3-x Ba Ti O3(BNT-BT,BNT-x BT)基压电材料在准同型相界(MPB)附近具有良好的压电性能,围绕MPB组分的BNT-BT进一步发展具有高场致应变无铅压电体系,引起了广泛的研究兴趣。第一原理计算表明,Bi(Zn0.5Ti0.5)O3(BZT)和Zn Sn O3(ZS)作为新型的无铅材料体系,理论上具有优良的铁电性能,由于纯BZT和ZS用常规方法难于合成,探索其它途径从实验上获得这些新的无铅材料体系具有重要意义。本论文中将这些第一原理计算的体系与现有的高性能无铅体系进行复合,通过制备固溶体的方法来得到具有纯的相结构的新材料体系,如将BZT与二元Bi0.5Na0.5Ti O3-Ba Ti O3(BNT-BT)进行复合,制备了BNT-BT-BZT(BNT-BTx BZT)固溶体系;将ZS与Ba Ti O3复合,制备了BT-ZS二元固溶体体系。研究结果表明,BNT-BT-BZT固溶体系均形成纯的钙钛矿结构,BZT的引入诱导了室温附近的相结构由铁电四方相向赝立方转变,同时伴随着大的场致应变,BZT浓度为5%mol时,体系在室温相对较低的电场强度下(4 k V/mm),获得的场致应变为0.23%,相应的等效压电系数(Smax/Emax)达到526 pm/V,显著地高于当前主要的BNT基无铅材料,场致应变在25-120 oC范围内表现出良好的稳定性。另外,该体系表现出极好的抗疲劳性,表明该三元固溶体系非常适合环境友好型驱动器的应用。BT-ZS固溶体系在x=0-0.10组分范围内均可形成纯的钙钛矿结构,ZS的引入诱导了室温附近的相结构由铁电四方相向立方相转变,伴随着大的电致伸缩响应。ZS浓度为10%mol时,体系在室温电场强度为4 k V/mm条件下,电致伸缩系数Q达到0.0452 m4C-2,优于传统的电致伸缩材料体系Pb(Mg1/3Nb2/3)O3,并且在25-120 oC表现出良好的稳定性,非常适合固态驱动器与执行器的应用。