压电陶瓷是一种具有“换能特性”的重要功能材料,被广泛应用在通信、航空航天、消费电子、医疗等领域。锆钛酸铅（PZT）体系压电陶瓷凭借其优异的电学性能,占据了目前90%以上的压电材料市场份额。但是,其氧化铅的含量通常都在60%以上,由于铅的挥发性和可溶于水的特征,故在生产、使用和废弃过程中会对环境和人类健康造成严重的危害,且其最高工作温度通常不会超过居里温度的一半,只有大约180°C。然而,在最近几十年,许多行业都表达了对可以在更高温度下操作的压电器件的需求,这就对压电器件的服役性能提出了新的挑战。例如,在汽车工业中,压电装置希望可以直接放入发动机中,以提高可靠性,其工作温度可能高达300°C。核能领域迫切需要能够在500°C以上工作的压电传感器。由于多晶压电陶瓷在高温压电领域受到限制,目前高温压电材料不得不使用制备工艺复杂,价格昂贵的压电单晶材料,但其压电性能较低(压电常数d33只有十几),且不利于大规模的生产与应用。因此,近年来,许多研究人员都致力于无铅高温压电材料的开发,特别是那些原料相对便宜的材料,如BiFeO3-Ba TiO3（BF-BT）基陶瓷。遗憾的是,尽管BF-BT基陶瓷拥有高的居里温度（Tc=619°C）,但它的实际应用一直受到绝缘性能差和压电活性不高的阻碍。针对这些问题,本论文开展以下研究内容:（1）为了获得低电导率和高压电性的陶瓷材料,本文在0.7BiFeO3-0.3Ba TiO3系陶瓷中加入Ga和Mn O2以降低漏电流,形成新的固溶体,其通式为0.7Bi1+xFe0.98Ga0.02O3-0.3Ba TiO3+ywt%Mn O2。同时,过量的Bi被加入到陶瓷中,以补偿在高温过程中Bi的挥发。结果表明,该体系陶瓷都为纯钙钛矿结构。在适当的掺杂量下,Bi的过量和Mn O2的掺杂均能降低BF-BT基陶瓷的漏电流。在x=0.05,y=0.1处,陶瓷具有较大的压电活性(d33=167 p C/N)和较高的居里温度（Tc=502°C）。此外,陶瓷的压电性能表现出优异的热稳定性,从室温到450°C它们的d33仅仅降低了25%。这些结果为设计低电导高性能高温压电陶瓷提供了实验依据。（2）研究了稀土元素La的掺杂量对71Bi1.05（1-x）LaxFe0.98Ga0.02O3-0.29Ba TiO3+0.1 wt%Mn O2系陶瓷结构和性能的影响,X射线衍射数据的Rietveld细化分析表明所制备的陶瓷均由菱方相和赝立方相组成。当x=0时,陶瓷主要由菱方相组成,随着La的含量的增加,菱方相比例逐渐减少。在0.005≤x≤0.02时,陶瓷的菱方相和赝立方相比例近似相等,表现出典型的准同型相界特征（Morphotropic Phase Boundary,MPB）。适量La的加入,起到了促进陶瓷晶粒生长和提高致密度的作用。同时,La的加入引起了更明显的弛豫行为。由于MPB的存在,在x=0.005时陶瓷获得了最优的压电性能(d33=178 p C/N和kp=0.31)。此外,该组分陶瓷还具备良好的绝缘性能和优异压电性能的温度稳定性（Td=470°C）,且到400°C其d33仅下降15%。这对于实际应用来说非常重要,特别适用于高温环境。（3）研究了稀土元素Ho的掺杂量对71Bi1.05（1-x）HoxFe0.98Ga0.02O3-0.29Ba TiO3+0.1 wt%Mn O2系陶瓷结构和性能的影响,研究结果表明,Ho3+的掺杂同样促进了陶瓷晶体结构的转变,0.005≤x≤0.01时,陶瓷为MPB结构。陶瓷的平均晶粒尺寸随着Ho的掺入先增加后减小,在x=0.005时,晶粒增大明显（从3.37μm增加到8.2μm）。此外,随着Ho的掺杂量的增加,陶瓷的弥散程度增加,居里温度下降,但其退极化温度均高于450°C,与现有的无铅压电陶瓷体系相比温度稳定性更为优异。Ho3+的掺杂降低了该体系的绝缘性,但仍然保持较低的值。在x=0.005时,陶瓷的晶粒尺寸最大,此时陶瓷的电学性能也达到最佳值,d33=163 p C/N,kp=0.29,εr=877。但对于BF-BT基陶瓷整体综合性能的改善方面来看,Ho3+的掺杂不如La3+掺杂的效果好。以上结果表明,通过稀土元素掺杂以改善BF-BT基陶瓷的压电性能是一种可行的方法,是对当前BF-BT基陶瓷研究的有力补充。本论文采用传统固相烧结工艺制备BF-BT基陶瓷,工艺简单、成本低廉、有利于大规模的工业化生产与应用。且样品压电性能良好,温度稳定性优异,表明该体系的无铅压电陶瓷在高温领域有着很好的应用前景。