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压电陶瓷是一种可实现机械能与电能相互转换的功能材料。无铅压电陶瓷由于具有环境友好特性，有望取代已被广泛使用的铅基压电陶瓷，因而备受人们关注。在众多无铅压电材料当中，钛酸铋钠(Bi0.5Na0.5TiO3，简称BNT)基无钳压电陶瓷在室温下具有较强的铁电性，还有压电性能佳、居里温度高、机电耦合系数大以及声学性能好的优点，是目前研究最为广泛的、被认为是无铅压电陶瓷最有希望的候选材料之一。然而，相对于以Pb(Ti，Zr)O3为代表的铅基压电陶瓷，BNT基无铅压电陶瓷的压电性能仍然较低。近年来，BNT基陶瓷的电学性能已有了显著提高，然而，如何进一步提高该类材料的压电性能尤其是压电活性，降低极化难度，成为此类材料当前亟待解决的问题。
对于BNT-BKT体系的研究，国内外已经开展了很多的研究工作，但关于此体系的报道多集中在准同型相界附近的组分，而有关该系陶瓷固溶体从准同型相界组分到富Bi0.5K0.5TiO3(BKT)组分配比的性能变化规律的资料还很少。本研究利用BKT对BNT陶瓷进行固溶改性，以液相包覆—热反应工艺制备成分、粒径均一的陶瓷粉体，采用固相烧结法制备不同Bi0.5K0.5TiO3含量的(1-x)Bi0.5Na0.5TiO3-xBi0.5K0.5TiO3(BNT-B KT100x，x=0～0.9)系无铅压电陶瓷，通过对陶瓷样品进行X射线粉晶衍射分析(XRD)、扫描电镜表征(SEM)以及介电、压电等性能的检测，研究BKT的掺入对BNT压电陶瓷的晶体结构、微观形貌、介电、压电性能的影响规律，探讨化学成分、显微结构与性能之间相互作用的机理。
研究结果表明，所有陶瓷都形成了单一的钙钛矿结构，晶体结构和微结构随着BKT含量的增加逐渐变化。居里温度Tc随着BKT含量的增加而升高，由BNT的320℃升到BNT-BKT90的370℃，且陶瓷呈弥散相变特征。该体系陶瓷都有相对低和稳定的介电损耗，压电常数（d33）随BKT含量的增加，在BKT为20％mol时达到最大值，为139pC/N，然后又趋于减小。此时陶瓷样品BNT-BKT20具有优异的介电压电性能，各性能参数为:εT33/ε0=502,tanδ=0.0332, d33=139pC/N,Qm=271，kp=0.182、kt=0.395。
在BNT-BKT20的基础上进行了掺杂改性研究，包括(Bi，Na, K)非化学计量改性和Sr掺杂改性，探究了两种改性对其结构、介电和压电性能的影响，并分析了掺杂改性机理。结果表明，非化学计量改性对BNT-BKT20的压电常数影响明显:当过化学计量0.1％mol时，d33＝155pC/N，当缺化学计量0.1％mol时，d33=160pC/N。Sr在掺杂0.1mol的范围内随着Sr的增多压电常数提升较快，掺杂量0.1mol时达到最大值，d33为180pC/N。此时陶瓷的各性能参数为:εT33/ε0=868，tanδ=0.0474，d33=180pC/N，Qm＝312，kp=0.343、kt=0.4332。