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钛酸铋钠(Bi0.5Na0.5)TiO3是一类重要的ABO3型钙钛矿结构无铅压电材料，它又可以细分为六方结构和四方结构两种类型。钙钛矿结构功能材料作为一类很重要的基础材料，已经广泛用于日常生活的各个领域。传统的PZT陶瓷也因其具有优良的压电性能和成熟的制备工艺而被大量应用。随着人类对环境的重视，新型无铅陶瓷的研发已成为成为一项紧迫而有重大意义的课题。其中钛酸钡BaTiO3和(Bi0.5Na0.5)TiO3以其优良电性能而受到了越来越多的关注。
本文以溶胶凝胶法制备了0.94Bi0.5Na0.5TiO3-0.06BaTiO3(BNT-6BT)陶瓷和Bi4Ti3O12薄膜，并研究其相结构、表面形貌、介电、铁电和铁磁特性。用溶胶凝胶法制备了BNT-6BT陶瓷并研究了其相结构和陶瓷的介电性能，陶瓷的退火温度从1000到1100℃，对所制备的陶瓷XRD扫描结果表明，该陶瓷具有典型的钙钛矿结构，当掺杂0.06的BaTiO3时，样品的衍射峰由于晶格畸变而向小角度偏移，晶格常数变大了。BNT-6BT陶瓷的居里温度为348℃，从介温图中可以看出该陶瓷有两个相变过程，从铁电到反铁电，再从反铁电相到顺电相，并观察到BNT-6BT陶瓷比BNT陶瓷弥散系数变大了但都接近于2，说明掺杂以后的BNT-6BT陶瓷的晶格产生了畸变。另外对BNT-6BT陶瓷在1050℃退火2小时候进行1050℃退火2小时真空中再退火处理，并对退火和不退火的陶瓷都进行了介电，铁电和铁磁性能的测试，结果显示，BNT-6BT陶瓷的介电性能真空再退火后比真空再退火前的居里温度降低了，从373℃降到了361℃，仍有两个相变从铁电到反铁电，再从反铁电到顺电，真空再退火后BNT-6BT陶瓷产生了磁性能，经分析，该陶瓷的磁性能可能来源于氧空位，首次发现了BNT-6BT陶瓷呈现了铁电和铁磁共存的现象，以前对于该性能的报道均只限于理论计算，现首次试验中发现了铁电和铁磁性能在室温下的共存现象，并对其可能产生的机理做了进一步的解释。可以期待在多铁材料中铁电和铁磁良好的耦合性能应用与实际实际生活中来。对Bi4Ti3O12薄膜进行了研究，用溶胶凝胶法制备了BNT薄膜的前驱溶液，在空气中650℃退火十分钟后，由于Na的挥发，成功的制备出了层状Bi4Ti3O12结构薄膜，研究了该薄膜的相结构，表明形貌，介电，铁电，铁磁性能，XRD结果表明所有样品具有Bi系列层状结构，从SEM结果可以看出，该薄膜均匀的分布在基片上，从断面SEM结果看出该薄膜呈现柱状生长，该薄膜具有介电和铁电性能，还呈现微弱的磁性能，进分析可能来源于缺陷。溶胶凝胶法制备的薄膜致密性不太高，内部产生了很多缺陷，晶粒也较小等因素，使得Bi4Ti3O12薄膜产生了微弱的磁性能。以前对于该性能的报道均只限于理论计算，我们首次试验发现铁电和铁磁性能在室温下的共存，并对其可能产生的机理做了进一步的解释。