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本文通过固相反应合成法制备了Pb(Mn1/3Nb2/3)O3-Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-PbTiO3-PbZrO3（简称PMN-PZN-PZT）四元系压电陶瓷,系统的研究了预烧温度、成分及Sr、SiO2掺杂对四元系陶瓷显微结构及电性能的影响规律。主要内容如下: 比较了850℃、900℃两个预烧温度对PMN-PZN-PZT压电陶瓷相结构、显微形貌及电性能的影响。研究发现,900℃预烧粉体的焦绿石相含量少于850预烧粉体的焦绿石相含量,说明提高预烧温度可以促进离子的均匀扩散:900℃预烧1200℃烧结的陶瓷无焦绿石相生成,而850℃预烧的陶瓷仍含有少量的焦绿石相:计算晶格常数发现,900℃预烧陶瓷的晶格常数要小于850℃预烧陶瓷;对电性能进行比较分析发现,900℃预烧陶瓷的电性能要优于850℃预烧陶瓷的电性能。 固定PMN-PZN与PZT的比例为2:8,PZ与PT的比例保持52:48,研究了PMN含量的相对变化对陶瓷的显微结构及性能的影响。结果表明:PMN的增多使陶瓷的晶体结构从四方相过渡到三方相,准同型相界的位置在PMN含量为6mol%处,在此处,电性能发生了突变,压电常数、介电常数及机电耦合系数达到极大值,而介电损耗达到最大值,机械品质因数达到最小值。由于PMN属于“硬性”掺杂物,PMN的增加将使PMN-PZN-PZT陶瓷的介电常数、压电常数降低,机械品质因数升高。由于Zn-O的结合能要大于Mn-O的结合能,Mn离子在氧八面体偏位处的稳定性较低,自发极化定向不稳定,较低的热运动能即可摧毁其铁电态,故PMN的居里点低于PZN的居里点,因此,随着PMN的增多,PMN-PZN-PZT压电陶瓷居里点下降。 对PMN-PZN-PZT压电陶瓷进行了Sr离子掺杂,Sr离子半径小于Pb离子半径,Sr离子的加入导致陶瓷的晶体结构发生畸变,使晶体结构从三方相转变为四方相。随着Sr离子的增多,陶瓷的介电常数、压电常数及机械品质因数都得到了提高,而机电耦合系数略有降低。 在具有良好性能的配方的基础上,添加了SiO2。研究发现,SiO2在烧结前期作为助熔剂降低了陶瓷的烧结温度,在烧结后期又溶入到主晶格,起到掺杂改性的作用。掺杂SiO2含量为0.05wt%,压电常数、介电常数及介电损耗均达到了最大值,随着SiO2含量的增多,陶瓷中出现了非晶相,恶化了陶瓷的电性能。