压电陶瓷已被广泛应用于传感器、换能器和驱动器等领域。在这些应用中，压电器件经常会受到变温或强电场的影响，在这种复杂环境下，压电陶瓷的性能可能会发生恶化。我们都知道，压电陶瓷的性能与铁电畴动力学密切相关，并且畴的形貌和畴翻转都会受到温度与电场的强烈影响。本文分别以典型的改性Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-Pb(Zr, Ti)O3(PMN-PZT)弛豫陶瓷和具有内偏场的硬性Pb(Mn1/3Sb2/3)O3-Pb(Zr, Ti)O3(PMS-PZT)陶瓷为主要研究对象，深入分析了压电陶瓷在变温强场下的畴翻转过程及其动力学特征。主要的研究内容和创新性的研究成果如下:　　 (1)首先研究了改性PMN-PZT陶瓷的极化与应变随温度的变化关系。在125℃以下，P-E与S-E回线均呈现正常铁电体的方型与蝶形回线特征，然而剩余极化Pr和矫顽场Ec随温度升高而下降。当温度达到居里峰附近时，铁电宏畴分裂为极性微畴，同时P-E与S-E回线变窄，滞后性下降。热场诱导的纳米微畴结构在高温下占主导，使陶瓷表现出细P-E与二次方S-E特征。　　 (2)研究了极化与未极化的PMN-PZT陶瓷的介电性能的变化。发现极化以后陶瓷的介电常数增大而介电损耗减小。对于极化的陶瓷，其介温谱存在一个不随频率变化的宏畴-微畴的转变特征，相应的热释电测量也在此温度(Tnr)下出现很窄的峰值。当温度略高于Tnr时，P-E回线表现为双回线，相应的I-E回线也出现4个电流峰，这些现象均证明了极化陶瓷的宏畴-微畴转变现象。　　 (3)我们进一步研究了PMN-PZT陶瓷在298 K到433 K范围内的铁电畴动力学翻转行为。研究发现，在398 K以下（接近Tnr），随温度升高，反转极化Pbc增加而P-E回线面积，矫顽场Ec，饱和极化Ps和剩余极化Pr均下降。这些铁电参数均可由一组线性温度标度关系式来描述，该现象与普通的指数标度行为不同。进一步升高温度，P-E回线出现双回线特征，与之对应的铁电参数都出现非线性突变。在T＞Tnr区域的可逆宏畴-微畴转变可较好地解释上述现象。　　 (4)我们以具有内偏场Ei的Mn掺杂的Pb(Mn1/3Sb2/3)O3-Pb(Zr, Ti)O3(PMS-PZT)陶瓷为对象研究了其变温铁电畴翻转动力学标度行为。研究发现，在298K-493K范围内，铁电参数，Ec和Ei与温度均表现为线性标度行为，而Pr与Ps基本不随温度变化。因此，和T之间的标度关系可由Ec随温度的变化关系推导（=4PrEc）。这种奇异的动力学滞后行为可由温度诱导的缺陷偶极子重排，即热去老化来解释。　　 (5)为评估缺陷偶极子的稳定性，我们研究了极化老化的Mn掺杂PMS-PZT陶瓷的P-E与S-E回线随电场、频率、疲劳次数以及温度的演变行为。充分极化老化后，P-E与S-E回线均不对称，表明材料中存在明显的内偏场。该内偏场是由于Mn2+/Mn3+和氧空位组成的缺陷偶极子沿电场取向而形成的。取向的缺陷偶极子会钉扎畴壁。然而，随着外加电场的增大和频率的降低，回线逐渐从非对称转变为对称。施加循环交变电场和高温场也会产生类似的效应。同时，Ei逐渐降低，表明在这些条件下畴壁去钉扎，内偏场弛豫。　　 (6)由于不对称S-E回线在零场下有两个稳定的应变状态，因而会产生应变记忆效应，在极化老化的Mn掺杂的PMS-PZT陶瓷中我们证实了该现象。且记忆应变达到了相应单极应变的2倍。此外，我们还证实该应变记忆效应在强电场或低频下稳定性较好，甚至经过20000次循环电场加载后仍稳定存在。这些结果证明，该效应有望应用于在零电场下保持其应变输出的新型压电驱动器中。　　 (7)为深入研究多场耦合加载下压电陶瓷的强场非线性行为，我们自行设计与搭建了力、电、热场综合加载与测试系统。为避免高压对测量仪器的影响还设计了相应的夹具。通过伺服液压系统施加压力，高压放大器提供强电场，而变温场由可控烘箱提供。极化的测量通过检测与样品串联的10μF电容器两端的电压获得，应变则采用多个粘贴在样品上的应变计测量，所有仪器输出信号都由计算机进行采集与记录。