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压电陶瓷材料是一类非常重要的功能材料,在制动器、换能器、滤波器等方面都有广泛应用。但是,目前使用最多的是铅基压电陶瓷,众所周知,铅基压电陶瓷材料中含有强毒性的氧化铅,在其制备生产、使用及废弃处理过程中,都会对生态环境及人类健康产生严重的危害。因此,近年来,越来越多的科研工作者们致力于发展和研究高性能的无铅压电材料,以替代传统铅基陶瓷。钛酸铋钠(Bi0.5Na0.5TiO3)陶瓷因具有良好的铁电性和高的居里温度被誉为最有希望替代铅基陶瓷的材料体系,但同时高的矫顽场使得其极化变得困难,因而压电性能较差。另一方面,随着科技发展的日新月异,器件朝着微型化和多功能化发展。近年来,稀土掺杂的铁电-荧光多功能材料受到广泛关注。本文将稀土离子引入Bi0.5Na0.5TiO3基材料中形成了0.94(Bi1-xDyx)0.5Na0.5TiO3-0.06Ba TiO3、0.94(Bi1-xSmxNa)0.5TiO3-0.06Ba TiO3、(Bi1-xTmx)0.5(Na0.85K0.15)0.5TiO3陶瓷体系,重点研究了稀土掺杂对BNT基钙钛矿材料铁电、压电和荧光性能的影响。主要研究内容及结果如下:（1）采用传统固相法成功制备了0.94(Bi1-xDyx)0.5Na0.5TiO3-0.06Ba TiO3（x=0,0.005,0.010,0.015,0.020,0.025和0.030）陶瓷样品,系统研究了组分对陶瓷铁电、压电和荧光性能的影响。所有陶瓷样品均为纯的钙钛矿结构,且形成了三方相和四方相的准同型相界（MPB）。部分Dy3+取代Bi3+显著增强了材料的压电性能。在x=0.025时,材料获得最优的压电性能:d33=190 p C/N,kP=37.2%。添加Dy3+之后诱导出了材料的荧光性能,在478 nm附近发蓝光,575 nm附近发黄光,分别对应Dy3+的4F9/2→6H15/2和4F9/2→6H13/2的Dy3+跃迁。在x=0.025时,陶瓷的荧光性能最优。研究结果显示出,当Dy3+掺杂量为2.5 mol%时,能获得了最佳的压电性能,强的铁电性能和优异的荧光性能。（2）采用传统固相法制备了0.94(Bi1-xSmxNa)0.5TiO3-0.06Ba TiO3（x=0-0.05）无铅压电陶瓷,系统研究了材料的结构、压电、铁电和荧光性能。所有的的陶瓷具有良好的致密性。陶瓷样品均为纯的钙钛矿结构,且为三方相和四方相共存。在少量掺杂Sm3+（x≤0.035）后,陶瓷压电性能得到强化,d33由147 p C/N增加至172p C/N,然而,过量的Sm3+（x=0.035-0.05）则会劣化其压电性能,d33由172 p C/N逐步减少至18 p C/N。在406 nm激发波长下,陶瓷显示出三个明显的发射峰,分别位于563 nm(4G5/2→6H5/2),597 nm(4G5/2→6H7/2)和645 nm(4G5/2→6H9/2)。在564 nm发射波长下,能得到Sm3+的5个激发峰位于407,420,464,440和479 nm处,分别对应Sm3+的6H5/2→4F7/2,6H5/2→（6P,4P）5/2,6H5/2→4G9/2,6H5/2→4I11/2,13/2和6H5/2→4M15/2能级跃迁。其中,4G5/2→6H5/2和6H5/2→4F7/2对应的发射峰强度随着x的增大呈现先增大后减小的趋势。在x=0.035时,材料显示出最优的荧光性能。材料的平均衰减时间τav随着x的增大由1.0869 ms减少至0.7850 ms。（3）采用传统固相法制备了(Bi1-xTmx)0.5(Na0.85K0.15)0.5TiO3无铅压电陶瓷,研究了Tm3+掺杂量对其结构、铁电性、压电性和上转换发光性能的影响。所有陶瓷均为纯的钙钛矿结构,且Tm3+固溶进了Bi0.5(Na0.85K0.15)0.5TiO3的晶格中形成了均一均匀的固溶体,陶瓷存在三方-四方的准同型相界。Tm3+的掺杂使得陶瓷的粒径发生明显的变化,呈现先增大后减小的趋势。当x逐渐增加至0.08时,陶瓷的矫顽场Ec从4.10 k V/mm逐渐减小至0.98 k V/mm,铁电性能得到强化。在掺杂少量的Tm3+后,陶瓷的压电性能得到显著提高,在x=0.02时,压电系数d33达到153p C/N。但是,过量的Tm3+会弱化其压电性能。陶瓷显示出明显的上转换发光性能,在980 nm的激发波长下,陶瓷能获得三个非常明显的特征峰,分别位于486nm、550 nm和649 nm处,且分别对应了Tm3+三个能级跃迁:1G4→3H6、1G4→3F4和3 F 23→3H6。