以锆钛酸铅陶瓷为代表的铅基压电材料具有优异的压电性能,被广泛应用于工业、生活的各个领域。但是,其所包含的铅具有毒性,危害到环境安全与人类健康。因此,无铅压电材料的研究与开发成为必须解决的问题。在众多无铅压电体系中,铌酸钾钠(K0.5Na0.5Nb O3,KNN)基无铅压电材料具有优异的压电性能、环境友好等特点,符合时代的需求,被认为是最有希望取代铅基压电材料的无铅压电体系之一。本课题采用无籽固相晶体生长法制备了Mn掺杂的K0.5Na0.5Nb O3-Li Bi O3（KNN-LB）系列单晶,对其掺杂量、生长工艺、微结构、电学性能和导电机制的影响进行了深入研究,以获得大尺寸、性能优异的KNN基压电单晶。主要研究内容及结论如下:研究生长工艺对（1-x）(99.6K0.5Na0.5Nb O3-0.4Li Bi O3)-x Mn O2（x=0～1 at%）无铅压电单晶的生长和微结构的影响。实验结果表明:掺入0.5 at%的Mn有利于获得4mm×7 mm×1.7 mm的大尺寸KNN基单晶,适当提高烧结温度、降温速率与预烧温度有助于KNN基单晶的长大。当烧结温度为1105℃、降温速率为2℃/min更适合KNN基单晶的生长。提高预烧温度有利于合成具有正交相结构的预合成粉末,但是不会改变单晶的相结构,仍为正交相,预烧温度对预合成粉末平均粒径的影响不大,整体上平均粒径尺寸变化不超过3 nm。当预烧温度在750～850℃时,最大晶体的面积占比大于81%,特别地,当预烧温度为800℃时,成功生长出17mm×15 mm×2mm的大尺寸KNN基单晶,说明700～850℃的预烧温度有利于晶粒的生长与长大。研究不同预烧温度对99.5（KNN-LB）-0.5Mn无铅压电单晶电性能、畴结构、漏电机制的影响。实验结果表明:改变预烧温度可以有效的提高KNN基单晶的铁电性能,剩余极化强度Pr最大值为49.1μC/cm2,在750～850℃的预烧温度范围内,Pr值均大于37μC/cm2,显示出优良的铁电性能。99.5（KNN-LB）-0.5Mn单晶的铁电畴尺寸随着预烧温度的升高先减小后增大,当预烧温度为850℃时,其晶体的畴尺寸最小,为260 nm,同时,850℃的预烧温度制备得到99.5（KNN-LB）-0.5Mn单晶获得最大d33,为209 p C/N。说明选择合适的预烧温度可以降低铁电畴的尺寸,畴尺寸的减小可以显着提高晶体的压电性能。此外,改变预烧温度没有改变KNN基晶体的导电机制,都是空间电荷限制传导机制。研究不同退火温度对99.5（KNN-LB）-0.5Mn单晶晶体结构、电性能的影响。实验结果表明:退火处理改变了KNN基单晶的相结构,由单一的正交相转变为正交相和四方相共存,其中正交相占比约78%,四方相占比约22%。此外,随着退火温度的升高,正交相和四方相的占比变化不大。O元素含量随退火温度的升高而增加,说明退火处理有利于降低氧空位浓度。同时,单晶的d33提高2～3倍,ε、Qm以及Kt都有所提高,相反的退火后,单晶的tan略微减小,最小损耗约为0.014。当预烧温度为700℃的KNN基单晶,在700℃退火处理得到最佳电性能,其d33=411 p C/N,ε=865,tan=0.017;当预烧温度为800℃的KNN基单晶,在800℃退火处理得到最佳电性能,其d33=311 p C/N,ε=542,tan=0.014,结果表明空气气氛的退火处理可以有效的提高晶体的压电、铁电与介电性能,不同的预烧温度对退火温度也有一定的影响。