最近发现，锆钛酸钡钙(Ba,Ca)(Ti,Zr)O3无铅压电陶瓷具有可与铅基压电陶瓷相媲美的压电性能，引起了广泛关注。本论文对性能较好但研究刚起步的(Ba0.85Ca0.15)(Ti0.9Zr0.1)O3 (BCTZ)陶瓷为研究对象，在陶瓷制备工艺、非化学计量组成及微波烧结与改良几个方面做了以下研究工作： 1、预烧及烧结温度对BCTZ性能的影响及作用机理 发现预烧及烧结温度对陶瓷的密度、晶粒尺寸及晶界构造影响很大，其中密度及晶界构造主要受预烧温度调控，而晶粒尺寸主要由烧结温度控制。随着预烧温度的提高，晶界越来越难腐蚀，导致晶界变模糊，这种“模糊”晶界对陶瓷压电性能产生了有利的影响，可能与它能缓解晶界应力有关。在优化的预烧及烧结温度下，BCTZ陶瓷压电性能进一步提高，d33可达到650 pC/N。 2、Ba非化学计量对(Ba0.85+xCa0.15)(Ti0.9Zr0.1)O3性能的影响 研究了从Ba不足到Ba过量(x = –0.8–0.9)对(Ba0.85+xCa0.15)(Ti0.9Zr0.1)O3 (BxCTZ)陶瓷性能的影响。发现d33–x, kp–x及kt–x曲线均出现非同寻常的双峰，分别对应x = –0.4与x = 0.7。其中x = 0.7的热腐蚀抛光样品上也发现了晶界变“模糊”现象，这显示极值的产生也可能与产生了“模糊”晶界有关。这说明组成上的改变也会改变晶界构造，进而影响压电性能。 3、BxCTZ陶瓷微波烧结及其改进研究 探索了微波烧结温度及保温时间对BxCTZ陶瓷压电性能的影响。发现BxCTZ陶瓷压电性能依旧受晶粒尺寸控制，而晶粒尺寸由烧结温度及保温时间主导，据此对微波烧结陶瓷高温热处理，使晶粒长大后陶瓷压电性能更加优异。这种方式制备的陶瓷比传统方法制备的陶瓷晶粒尺寸更均匀。根据此原理及方法，可以对二步法烧结的压电陶瓷进行高温热处理，使致密的陶瓷的晶粒较均匀地长大，从而获得更高的压电性能。