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弛豫铁电材料具有较高的介电常数、宽泛的相变温区、较低的滞后性以及混乱的偶极分布等诸多优点，有望用作高性能储能电介质以及电卡制冷材料。尽管传统的Pb基钙钛矿型弛豫铁电材料具有优异的性能，但是Pb及其化合物具有剧毒，不环保，有害人体健康，因此研究者们将更多的注意力投向了高性能的无铅弛豫铁电材料的开发。正是基于此研究背景，本论文围绕BaTiO3基无铅弛豫铁电材料，对其储能性能以及电卡效应进行了系统研究，并就其中的一些基本科学问题进行了探讨，全文主要内容以及研究结果如下: (1)采用传统固相反应法制备了(1-x)BaTiO3-xBi(Zn0.5Ti0.5)O3(x=0.04、0.08、0.10和0.14)弛豫铁电陶瓷，分析了其相结构和微结构。结果表明，所有组分均为纯钙钛矿结构，无第二相存在;同时微结构致密，孔隙较少，无明显的晶粒异常长大。 (2)系统研究了(1-x)BaTiO3-xBi(Zn0.5Ti0.5)O3弛豫铁电陶瓷的介电性能。研究发现，随着Bi(Zn0.5Ti0.5)O3含量的增加，铁电弛豫特性逐渐增强，介电常数—温度关系曲线变得更平坦，介电性能在偏置电场作用下越来越稳定，特别是组分x=0.14的介电性能具有较好的温度稳定性和偏场稳定性。在3MV/m的偏置电场下，组分x=0.08的介电调谐率高达58％，可与传统介电调谐材料相媲美，而其初始介电常数只有2974，远低于传统介电调谐材料。另外，发现随着铁电弛豫特性的增强，介电性能的偏场稳定性同时增强，而介电调谐率却逐渐降低，并探讨了其中的物理机制。 (3)研究了(1-x)BaTiO3-xBi(Zn0.5Ti0.5)O3陶瓷的储能性能。结果表明，组分x=0.14具有最优的储能性能，且在25℃～180℃的温度范围内具有较好的温度稳定性。另外，在25℃时，其储能性能在0.01Hz～100Hz频率范围内具有较好的频率稳定性，但当温度升高时，其频率稳定性逐渐降低，尤其在低频下，储能性能迅速降低，这主要是因为氧空位在高温和低频下容易迁移形成漏导所致。采用通氧退火的方法，有效地减少了漏导损耗，改善了组分x=0.14在高温条件下的储能性能的频率稳定性。 (4)研究了(1-x)BaTiO3-xBi(Zn0.5Ti0.5)O3陶瓷的电卡效应。其中组分x=0.04的最大绝热温变△T和等温熵变△S分别高达1.9K和2.5J/kg·K(@120℃，10MV/m)，且在110℃～140℃的温度范围内，△T和△S均比较稳定。组分x=0.08的最大△T和△S分别高达1.7K和2.3J/kg·K(@70℃，16MV/m)，并且在50℃～110℃的温度范围内，△T和△S也比较稳定。组分x=0.10的最大△T和△S则分别为0.93K和1.3J/kg·K(@23℃，15.7MV/m)，并且在23℃～106℃的温度范围内，△T和△S也较稳定。同时所有组分的电卡效应均具有很好的循环稳定性。随着Bi(Zn0.5Ti0.5)O3含量的增加，电卡效应呈下降趋势，但电卡效应的温度稳定性不断增强。(1-x)BaTiO3-xBi(Zn0.5Ti0.5)O3陶瓷所产生的电卡效应优于其它绝大部分无铅陶瓷。 (5)采用流延法制备了Ba(Ti0.834Sn0.022Zr0.144)O3弛豫铁电厚膜，首次采用成本较低的Ag/Pd55/45合金作为内电极，旨在取代目前广泛使用的价格昂贵的Pt电极。系统研究了该厚膜的微结构、相结构、元素分布、比热容、介电性能以及极化强度。结果表明，所制备的Ba(Ti0.834Sn0.022Zr0.144)O3弛豫铁电厚膜孔隙较少，结构致密，且为纯钙钛矿结构，无杂相。厚膜和Ag/Pd55/45电极之间匹配性较好，两者之间没有发生明显的化学反应和物质扩散。介电—温度关系以及比热容—温度关系分析表明该厚膜具有较强的铁电弛豫特性。另外，极化强度在室温～60℃的温度范围内具有较好的稳定性。 (6)系统研究了Ba(Ti0.834Sn0.022Zr0.144)O3弛豫铁电厚膜的电卡效应。研究发现，室温下，随着电场强度的增加，厚膜的△T和△S几乎线性增加，在外加电场增加到27.43MV/m时，其△T和△S分别高达4.24K和7.02J/K·kg。同时在室温～60℃的温度范围内，△T和△S均比较稳定，变化幅度不大。另外，经104次的循环测试（室温，16MV/m以及13.71MV/m），其△T也能够保持稳定。该厚膜所产生的电卡效应优于其它绝大部分无铅材料，颇具应用前景。