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压电陶瓷广泛应用于压电激励器、传感器和变频器等领域。传统的压电陶瓷以锆钛酸铅(PZT)为主，由于含铅材料在生产和使用过程中容易对环境造成污染，给人类健康带来很大危害。各国都出台了相应的法律法规，限制电器和电子设备中使用含铅物质。现有的无铅压电材料与含铅压电材料在综合性能上还存在着很大的差距。提高无铅压电材料的压电性能成为近年来研究的热点。
本文基于无铅压电材料的研究现状和发展趋势，对各向异性模板粒子的制备及影响因素进行了研究。同时，还对钛酸铋钠基和碱金属铌酸盐基无铅压电材料的进行了掺杂改性研究。并对一些已知的铁电体系采用离子取代或复合的方法，试图找到一些新的压电陶瓷体系。
1.研究了棒状KSrxBa2-xNbsO15模板粒子的制备工艺，并探究了不同的Sr/Ba比和Sr、Ba源对所得产物形貌和成分的影响。研究表明：所得产物尺寸随着Sr/Ba比增加而减小；采用SrC12和Ba(NO3)2为Sr、Ba源时，能得到长度和直径一致，成分单一的棒状KSrxBa2-xNb5O15模板粒子。同时还研究了Sr/Ba比、盐的种类以及盐的含量对SrxBa1-xNbyO1+2.5y形貌的影响。研究发现，Nb含量和Sr/Ba比对所得产物的形貌影响显著，当Sr/Ba比=2β、Nb含量等于0.9时，能获得六方片状碱土金属铌酸盐。
2.研究了LiBiO2、NaVO3和CuO掺杂对钛酸铋钠基无铅压电陶瓷的结构、压电和铁电性能的影响。对于上述的几种掺杂，压电常数(d33)都随着掺杂量增加而单调下降。XRD和铁电测试分析表明：添加组分以杂质相的形式存在。导致铁电畴受到“挟持”(pinched)，使剩余极化率下降，从而使压电性能降低。
3.研究了ZnO&SnO2共掺对(Na0.5K0.5)NbO3基无铅压电陶瓷的结构和压电性能的影响。研究表明：少量ZnO&SnO2掺杂时会以ZnSnO3的形式存在；随着掺杂量的增加，密度和压电性能随之提高；在掺杂量等于0.8 wt％时，d33和机电耦合系数(kp)同时达到最大，d33和kp分别为125 pC/N和0.398；掺杂量再继续增加时，密度继续增加但压电性能减小并且会产生ZnSnO4和SnO2杂相。
4.研究了不同离子半径的Ba&Mg、Ba&Ca和Ba&Sr共掺对Li0.06Na0.47K0.47NbO3基无铅压电陶瓷的结构和电性能的影响。碱土金属离子半径减小，容易导致正交-四方相转变，不利于样品由正常铁电体向驰豫铁电体转变。当Ba和Sr的掺杂量为0.1 mol％时，获得了压电性能较好的陶瓷，d33和kp分别为235 pC/N和0.415。
5.探究了Bi0.5Na0.5取代Sr1-xBax对Sr1-xBaxNb2O6陶瓷结构、介电和压电性能的影响研究表明：Bi0.5Na0.5Nb2O6基陶瓷没有压电性，但具有压敏特性。高的非线性系数、介电常数和使用温度使它可能应用于高温压敏-电容双功能材料领域。
(Na0.84K0.16)0.5Bi4.5i14O15具有高居里温度和低压电性能，而BaTiO3具有低的居里温度和较高的压电性能。在(Na0.84K0.16)0.5Bi4.5Ti4O15中添加少量BaTiO3不仅不会导致居里温度下降，反而会使居里温度升高。研究表明，当BaTiO3加入量等于0.5 mol％时，居里温度约为850℃，揭示了少量BaTiO3添加的(Na0.84K0.16)0.5Bi4.5Ti4O15体系是潜在的高温压电材料。