同时具有两种或两种以上基本铁性（如铁磁性、铁电性和铁弹性等）的材料称为多铁性材料。这意味着在一个体系中不仅具有多种物理效应,且各种效应之间还可能会发生相互作用。实现这些功能间的相互调控可为下一代功能器件的设计成为可能。由于BiFeO₃在室温下不仅具有较大的铁电极化,还具有反铁磁序,在过去的十几年内得到了极大的关注和大量的研究。然而,高质量BiFeO₃材料的合成非常困难。由于难以精确的控制合成过程中的各种条件,这使得材料中常常会出现缺陷和杂相。而这些问题会导致较大的漏电流,限制了这种材料的应用。本文通过Sol-gel法成功合成了BiFeO₃,对样品的物相、热稳定性和物理性能等进行了研究。从工艺条件和不同离子掺杂产生的影响进行了研究,主要研究结果如下:（1）通过改变溶胶浓度和煅烧温度,探究了这两个因素对粉体合成过程的影响,结果表明浓度为0.4mol/L,煅烧温度为550℃的条件下可得到物相组成单一的粉体。在陶瓷合成方面,通过改变多种工艺参数合成Bi FeO₃陶瓷,并对相关的实验结果进行比较,发现在传统烧结的过程中会出现各种各样的点缺陷。而这些点缺陷会带有电荷,在外电场的作用下可发生迁移,极大的恶化了BiFeO₃材料的物理性能。最后,采用放电等离子烧结制备Bi FeO₃陶瓷,合成过程中减少传统烧结在高温下形成的缺陷,可有效地提高BiFeO₃陶瓷材料的质量;（2）通过合成BiFe_1-xAl_xO₃和BiFe_1-xGa_xO₃陶瓷研究来研究Al³⁺和Ga³⁺对BiFe O₃的影响。结果表明在陶瓷烧结的过程中,样品都会发生分解反应。这是由于Al³⁺和Ga³⁺引入会使得体系的总能量提高,外界温度达到一定数值时,体系的总能量推动了分解反应的进行,使得材料分解成Bi₂Fe₄O₉和Bi₂₅FeO₃₉。这个现象可通过理论计算和TG-DSC曲线解释。从TG-DSC曲线中可以看到,是在650-700℃范围内发生了分解反应。此外,采用Al³⁺或Ga³⁺进行掺杂时体系中可能会形成BiAlO₃或BiGaO₃。理论计算表明BiGaO₃的形成焓比BiAlO₃更大,但TG-DSC曲线中BiFe_1-xGa_xO₃陶瓷的分解温度略高。产生这一现象的原因有可能是因为Ga³⁺的离子半径更接近与Fe³⁺,使体系发生畸变更小;（3）通过制备BiFe_1-2X-2X Zn_xTi_xO₃陶瓷材料来研究Zn²⁺和Ti⁴⁺对Fe位掺杂的影响。XRD衍射谱表明,合成的BiFe_1-2XZn_xTi_xO₃陶瓷材料为菱方相,空间群为R3c。当掺杂量的增大时,可以看到由菱方相（R3c）向类四方相转变的趋势,这种现象源于离子半径的差异。通过对物理性能的测试,发现Zn²⁺和Ti⁴⁺掺杂可有效改善BiFeO₃陶瓷材料的电学性能。导致这些性能提高的原因是在体系中形成了缺陷缔合。本文的创新之处在于通过不同离子对BiFeO₃的影响进行了研究。采用Al³⁺和Ga³⁺离子对BiFeO₃进行掺杂,研究这两种离子对BiFeO₃热稳定性的影响,并对其发生分解原因进行了详细的分析阐述。此外,通过Zn²⁺和Ti⁴⁺对BiFeO₃的Fe位进行共同掺杂取代,分析这两种离子共掺对于物相的影响,并阐述了发生相转变的根本原因。同时还对Zn²⁺和Ti⁴⁺掺杂体系进行了物理性能的分析,分析了这两种离子掺杂提升Bi FeO₃物理性能的微观机制。本研究获得了国家自然科学基金的资助（项目编号:51762030和51462019）。