压电陶瓷是一种可实现电能与机械能相互转换的功能材料。传统的压电陶瓷在制备过程中存在着铅的挥发,不仅使陶瓷的化学计量比偏离,还会对环境造成污染。BaTiO3是发展较为成熟的压电陶瓷,具有高的介电常数、较大的机电耦合系数和压电常数,中等的机械品质因数和较小的介电损耗,最有可能取代含铅压电陶瓷。　　 本论文以Ba0.85Ca0.15Ti0.9Zr0.1O3(简写BCZT)为基体陶瓷组元,采用传统电子陶瓷制备工艺和XRD、SEM等现代测试分析手段,研究了BCZT预烧温度、掺杂改性、配方比等对该无铅压电陶瓷物相组成,显微结构以及压电、介电性能的影响。通过对BCZT粉体的差热失重分析和XRD相结构分析以及对陶瓷的压电性能和介电性能分析可知,在1280℃为最佳预烧温度。　　 碱式碳酸钴的加入没有改变BCZT的钙钛矿结构,但是过量掺杂会使BCZT衍射峰产生偏移并生出其他杂峰。碱式碳酸钻的加入会使陶瓷的晶粒增大,气孔变小,但是过量的掺杂也是使陶瓷的微观结构变差。随着碱式碳酸钴的加入量增大,压电陶瓷的压电应变常数(d33)、径向机电耦合系数(kp)、厚度机电耦合系数(kt)先增大后减小;介电常数(εr)减小,介质损耗(tanδ)先减小后增大。当钴的加入量为0.6wt.%时,烧结温度为1320℃时,所得到陶瓷的综合性能最佳:d33=1.24pC/N,ε1=3399,kp=0.46,tanδ=0.031。　　 Co2O3的加入没有改变BCZT的钙钛矿结构,但是过量掺杂会使BCZT衍射峰变小。Co2O3的加入会使陶瓷的晶粒增大,气孔变小但是过量的掺杂也是使陶瓷的微观结构变差。Co2O3的加入使陶瓷的压电性能有了一定的提高,但是过多的掺杂也会恶化材料的性能。随着Co2O3加入量的增加,d33、kp、kt先增大后减小;ε1减小,tanδ先减小后增大。当Co2O3加入量为0.40wt.%时,样品的综合性能最佳:d33=171pC/N,εr=22400,kp=0.478,tanδ=0.018,kt=0.041。　　 Li2CO3的加入没有改变BCZT的钙钛矿结构,且过量掺杂不会使BCZT衍射峰有明显变化。Li+的加入会使陶瓷的晶粒增大,气孔变小但是过量的掺杂也是使陶瓷的微观结构变差。Li+的加入使陶瓷的压电性能有了一定的提高,但是过多的掺杂量也会恶化材料的性能。随着Li+的加入量的增加,d33、kp、kt先增大后减小;εr减小,tanδ先减小后增大。当Li2CO3加入量为0.2wt.%时,所得到压电陶瓷的综合性能最佳:d33=87pC/N,εr=221.5,kp=0.48,tanδ=0.011,kt=0.048。　　 Ca2+的加入可以使压电陶瓷晶粒细化,且随着Ba2+的增加陶瓷样品的性能下降。当Ba2+的加入量为0.85时,样品的综合性能最佳:d33=87pC/N,εr=2020,kp=0.42,tanδ5=0.013,kt=0.046。