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压电陶瓷是一类极为重要的功能材料，其应用已遍及人类日常生活及生产各个角落。目前，全球在大量使用的压电陶瓷材料仍是传统的含铅压电陶瓷，其中铅元素含量高达70％以上。由于铅的易挥发性，在生产、制各、使用及废弃处理中都会对环境造成极大的污染。随着环保意识的日益深入，国际上正在积极通过法律、法规、政府指令等形式对含铅的电子产品加以禁止。作为无铅材料的碱金属铌酸盐备受压电材料研究领域关注。本文采用传统固相反应法制备了(K0.5Na0. 5)(TaxNb1-X)O3陶瓷体系，通过实验数据分析找到最佳基体(K0.5Na0.5)(Ta0.03Nb0.97)O3。在此基础上分别添加第二组元BaTiO3与(Bi0.5Na0.5)TiO3对其进行改性，制备出(K0.5Na0.5)(Ta0.03Nb0.97)O3-BaTiO3和(K0.5Na0，5)(Ta0.03Nb0.97)O3-(Bi0.5Na0.5)TiO3两大压电陶瓷体系。系统研究了A、B位离子对铌酸钾钠陶瓷性能的影响规律，并对其晶相、微观结构、压电、铁电及介电性能进行了深入的探讨。
在(K0.5Na0.5)(TaxNb1-x)O3(简称KNTN)陶瓷体系中，Ta含量对陶瓷的晶相组成及性能特征有显著影响。本研究发现(K0.5Na0.5)(TaxNb1-x)O3陶瓷在x<0.08时形成单一单斜相钙钛矿结构固溶体，但Ta含量达到0.08mol后则有K6Tai0.8O30次晶相产生。随着Ta的加入，Ta5+逐渐取代B位的Nb5+，陶瓷结构内部疏松，体积密度有增大的趋势，居里温度(Tc)逐渐降低。当Ta含量小于0.12mol时，陶瓷的温度稳定性较好。Ta含量在0.03mol时，陶瓷样品的压电性能最佳：d33为76.8pc/N，Kp为0.26，Qm为186，ε33T/ε0为507，tanδ为0.029，Np为3510Hz．m。
BaTiO3(简称BT)的加入在一定程度上改善了陶瓷的压电性能。BaTiO3可与(K0.5Na0.5)(Ta0.03Nb0.97)O3形成钙钛矿结构固溶体，但有次晶相Ba6Ti2Ta8O30产生。在(1-y)(K0.5Na0.5)(Ta0.03Nb0.97)O3-yBaTiO3(简称KNTN-BT)陶瓷体系中，当BT含量介于0.04～0.05mol时，陶瓷存在单斜相一四方相的准同型相界(MPB)。对(K0.5Na0.5)(Ta0.03Nb0.97)O3进行A位Ba2+(r=0.134nm)和B位Ti4+(r=0.068nm)元素取代改性后，烧结温度升高，陶瓷结构内部孔隙率增加，相变逐渐向低温移动，陶瓷的介电温谱温度稳定性变差。当y=0.015时，陶瓷d33达到最大值82pC/N；Kp较KNTN基体有所降低，y≥0.03后趋于常量；ε33T/ε0在y=0.04时达到最大值2500：Qm随着BaTiO3含量的增加逐渐降低至40以下；tanδ随着BaTiO3的含量增加呈先增大再减小的趋势，稳定性变差，当BaTiO3含量为0.06mol时减小到0.2；Np则随着BaTiO3含量的增加逐渐降低。
(Bi0.5Na0.5)TiO3(简称BNT)的加入可显著改善陶瓷的压电性能。当(Bi0.5Na0.5)TiO3含量为0～0.035mol时，可与(K0.5Na0.5)(Ta0.03Nb0.97)O3形成钙钛矿结构固溶体，有少量Ta2O5产生.在z介于0.02～0.025组分之间，(1-z)(K0.5Na0.5)(Ta0.03Nb0.97)O3-Z(Bi0.5Na0.5)TiO3(简称KNTN-BNT)陶瓷存在单斜相-四方相准同型相界(MPB)。经A、B位元素取代改性后，一定含量的BNT提高了陶瓷体积密度，KNTN-BNT陶瓷样品的相变温度逐渐向低温移动。当Z=0.02时，次级相变逐渐消失。在准同型相界成分附近，陶瓷具有良好的压电性能：d33=92pC/N，Kp=0.19，Qm=42，Np=2723Hz．m，Tc为360℃。该研究结果表明，KNTN-BNT体系陶瓷是很有发展前途的无铅压电陶瓷候选材料之一。