随着科学技术的快速发展,反铁电材料成为国际上研究的新热点之一。掺杂改性的PbZrO₃基反铁电材料在电场诱导下,在铁电相变化到反铁电相过程中,产生相当大的应变,利用其大的应变性可以制造微机械电子器件,如传感器与驱动器。此外,这类材料可以应用于高能储存器件,介电调谐器件等。本文以反铁电材料为研究对象,通过多种表征方法对材料性能进行了研究,主要从以下四个方面进行分析:第一,通过高温固相法制备(Pb_1-3x/2La_x)(Zr_0.95Ti_0.05)O₃(x=0.02,0.04,0.06,0.08,0.10)陶瓷。在温度范围为26-650^oC,以频率和温度作为相关变量,对陶瓷的介电和阻抗性能进行测试。在介电温谱中出现相变峰,而样品的居里温度随着镧含量的增加而降低;在电滞回线中观察到相变过程,随着镧含量的增加,减小了铁电性的相变温度范围。研究了高温介电异常现象和氧空位的之间的关联,根据Arrhenius定律,从活化能方面分析了产生高温介电弛豫的机制,阻抗活化能约为0.43-1.61 eV,而传导过程活化能约为0.38-1.66 eV,表明电导机制是一个热运动的过程,材料的弛豫机构是由偶极子传导所控制的,电离氧空位的动态热运动可解释这一行为。第二,采用高温固相法制备(Pb_0.97La_0.02)(Zr_0.95Ti_0.05)O₃陶瓷,在一定温度范围内分析了其介电和铁电性,并观察到铁电和反铁电相变过程。样品展示了良好的铁电性能,我们对陶瓷样品的铁电以及铁电储能特性进行了研究,(Pb_0.97La_0.02)(Zr_0.95Ti_0.05)O₃陶瓷的最大有效储能密度J_reco为0.83 J/cm³,相应储能效率为70%。此外,陶瓷样品还表现了良好的负电卡效应,在电场为50 kV/cm时温变达到-7.47 K,对实现大功率制冷具有较大潜力。(Pb_0.97La_0.02)(Zr_0.95Ti_0.05)O₃陶瓷拥有诸多优越的性能,能够运用到许多领域,为我们提供了广阔的探索空间。第三,实验采用传统的高温固相法制备了一系列铅含量不同的(Pb_0.97(1+x)La_0.02)(Zr_0.95Ti_0.05)O₃陶瓷。所有样品表现出良好的钙钛矿结构和介电性能,介电温谱中铁电相到反铁电相和铁电相到顺电相相变温度分别为120和240℃。所有样品铁电性能表现良好,在温度为120℃,PbO含量为10%时,其中样品的储能密度为2.12 J/cm³,相应储能效率为92.98%。根据研究结果表明,该陶瓷在高储密度电容器的应用方面是很好的候选材料。最后,采用高温固相法制备了掺Sn的(Pb_0.97La_0.02)(Zr_0.95Ti_0.05)O₃陶瓷中。样品表现出良好的介电性能,随着Sn⁴⁺含量的增加,介电常数明显减小;而相变温度T_o向低温方向移动,T_C尖锐的峰逐渐变成宽泛的峰。其中样品储能密度为0.954 J/cm³,相应储能效率为62.72%。掺Sn锆钛酸铅基反铁电陶瓷是一种极具发展前景的介电高储能电容器材料。