铋层状结构无铅压电陶瓷具有较高的居里温度和良好的抗疲劳性能,因此在高温压电应用及铁电存储方面具有广阔的应用前景。但是单一铋层状材料具有难以实用化的缺点,因此本文采用生成固溶体和离子取代两种方法改善材料的电学性能,系统研究了材料的结构特性与介电性能、铁电及压电性能的关系,对制备高性能且实用性的铁电材料具有一定的指导意义。本论文采用传统陶瓷制备工艺,成功制备了（SrBi₂Ta₂O₉）_x（Bi₃TiTaO₉）_1-x陶瓷体系。该体系形成了单一正交晶系铋层状结构,随着SBT引入量的增多,晶粒逐渐增大,结晶度逐步提高,晶粒尺寸趋于一致。当x=0.6mol时,室温下的介电性能最优,此时=131.6516,tan =0.01273。SBT含量的增多使晶体中A位加权离子半径增大,同时离子极化率减小,因此居里温度随之降低（x=0.6,Tc=450℃）。首次将钙钛矿结构与铋层状结构固溶制得（BaTiO₃）_x（SrBi₂Ta₂O₉）_1-x（0.05≤x≤0.3）陶瓷。当x≤0.2时为单相铋层状结构,当x=0.3时形成了四方相。由扫描电镜可知,陶瓷样品形成了铋层状结构与钙钛矿结构共存的固溶体。室温下BT-SBT陶瓷的介电常数在1kHz¹00kHz范围内具有频率稳定性,tan维持在6.0×10^-3数量级以下。BT-SBT系列陶瓷具有弥散相变和频率色散特征,同时具有较大的弥散性指数（>1.6）,具有典型弛豫型铁电体特征。随着BT含量的增加,陶瓷样品的居里温度T_c均为650℃,远高于BT（T_c=130℃）和SBT（T_c=335℃）的居里温度。当x=0.1mol时, =200,tan =0.00376,d₃₃=12 pC/N,表现出优异的综合性能。本文还采用了离子取代的方法对铋层状结构化合物进行改性研究。选用同主族的Ba²⁺取代CaBi₄Ti₄O₁₅中A位的Ca²⁺,所形成的Ca_1-xBa_xBi₄Ti₄O₁₅体系为四层的铋层状结构,Ba²⁺取代减小了正交畸变程度,降低了陶瓷样品的居里温度,提高了陶瓷在室温下的介电和铁电性能,还选用同主族的K⁺取代Na_0.5Bi_4.5Ti₄O₁₅中A位的Na⁺,样品均形成单一相的铋层状结构,K⁺含量的增加,增大了晶格畸变,提了结晶度。由于烧结过程中K⁺容易挥发,造成反应物配比中（K,Bi）空位的增加,使居里温度不随K⁺含量的变化,四个样品的居里温度均为660℃。样品的介电损耗峰值在低温处出现了弛豫峰,根据Arrhenius公式拟合可知,该弛豫过程是由于氧空位的热运动引起的。