压电陶瓷作为一种信息功能材料,已经被广泛用于军事武器和民用仪器的各个领域,随着生活水平的提高,人类对环保的要求也逐渐提高,环境友好型的无铅压电陶瓷会要成为新时代所需。Bi0.5Na0.5Ti O3（BNT）无铅压电陶瓷具有优良的电学性能,例如:居里温度高、较好的铁电性能、大的电致应变以及较高的机电耦合系数等,这无疑成为最有发展空间和前景的无铅压电陶瓷材料体系之一。本文选择BNT体系无铅压电陶瓷中的BNT-BT作为研究主体。主要研究了BNT种晶的制备及合成机理,并以此种晶为织构化陶瓷所需的模板制备织构化陶瓷,分析其结构和电学性能,最后深入探究Hf元素取代B位的Ti元素对BNT-BT织构化陶瓷的物相组成、显微结构、正压电性能、介电性能、铁电性能及逆压电性能等方面的影响。采用两步熔盐合成的方法在低温条件下制备了钙钛矿结构的片状的BNT种晶。首先,在1030℃,Na Cl-KCl熔盐中合成了Bi4Ti3O12前驱体。其次,采用拓扑化学微晶转化法,在片状的Bi4Ti3O12前驱体中转换成钙钛矿结构的片状的BNT种晶。结果表明,过量的Na2CO3有利于低温合成。当Na2CO3过量为30 mol%时,在760-800℃的温度下可以合成片状的BNT种晶,且观察到这些片状的BNT种晶具有高方向比,其厚度方向为0.76-1μm,二维平面方向的直径为10-20μm。以BNT种晶为织构化所需的模板,采用模板晶粒生长的方法制备BNT-BT织构化陶瓷。研究其烧结温度对BNT-BT织构化陶瓷的影响,结合SEM和XRD的分析结果表明,在一定的温度区间内,提高烧结温度有利于晶粒的生长和织构度、致密度的提高,并且其三方相和四方相比例也会随温度的改变而改变。烧结温度为1140℃时,得到优异的电学性能:其压电常数d33为168p C/N、矫顽场Ec为3.75k V/mm、剩余极化强度Pr为20.1μC/cm~2、介电损耗tanδ为0.0335,在6k V/mm的电场强度下展现出较好的应变能力(Smax=0.258%),其逆压电系数值d33*为430pm/V,比随机取向陶瓷的Smax提高了49.42%。在前面研究的基础上,进一步研究Hf4+取代BNT-BT织构化陶瓷中的B位元素,希望进一步提升其性能。研究发现Hf元素的掺入会对其相结构及晶粒尺寸产生影响,进而使其电学性能发生变化。当Hf含量为0.5-1.5 mol%时,随着Hf含量的增加,其铁电相转变为弛豫铁电相的数量也会增多,使得电学性能有所提升;但当Hf含量过多时（掺入量为2.0 mol%）,可能产生了部分顺电相,从而导致性能的恶化。因此,在Hf含量为1.5%时,获得高的电致应变性能,即在电场强度为6k V/mm时,BNT-BT-1.5Hf织构化陶瓷的最大应变值为0.298%,其逆压电系数值d33*=497pm/V。