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含铋层状结构Aurivillius化合物有其独特的晶体结构,组分可调节性较强,使材料具有潜在的、丰富的物理和化学性能。很多Aurivillius化合物具有高的居里温度和饱和极化强度,被视为一类重要的高温压电、铁电材料。但是,这类材料也有一些急需解决的问题,例如高漏电限制其实际应用。至今,Aurivillius化合物的缺陷行为和成分-组织-性能之间的关系还需充分研究。本文研究了A位镧系元素（La,Nd,Gd和Sm）和碱金属元素（Na和K）替代,B位过渡金属元素（Fe,Nb和Ta）替代,以及A+B位共同替代对化合物的晶体结构和陶瓷的介电性能的影响,利用阻抗分析技术,深入研究了陶瓷材料的晶内和晶界的电学特性,通过弛豫动力学分析,探讨了材料中可能存在的缺陷行为。研究结果对理解陶瓷电学性能-缺陷-显微结构之间的关系有指导意义。得到主要结果如下:首先,利用变温介电和阻抗频谱研究了Bi5Ti3FeO15陶瓷介电弛豫行为。结合阻抗和电模量分析,确定Bi5Ti3FeO15陶瓷存在两种介电弛豫。结果显示晶界的电阻明显大于晶粒的电阻,相比之下它们的电容值在相同的数量级。利用介电动力学分析表征显微结构和缺陷对陶瓷弛豫和电导的贡献,依此讨论了陶瓷中可能存在的弛豫-电导机制。利用不同温度下NdBi4Ti3FeO15陶瓷介电和阻抗频谱研究了Nd3+部分取代Bi5Ti3FeO15陶瓷中Bi3+的影响。结合阻抗和电模量分析,确定了陶瓷存在起因于晶粒和晶界的两种介电弛豫。结果显示Nd3+部分取代Bi5Ti3FeO15陶瓷中Bi3+,明显地抑制了材料的漏电率。NdBi4Ti3FeO15陶瓷铁电转变温度降低到250℃。合成了Sm0.5Bi4.5Ti3FeO15陶瓷,利用变温介电和阻抗频谱研究其介电响应和电性能。结合阻抗和电模量分析,确定陶瓷存在起因于晶粒和晶界的两种介电弛豫。晶界的电阻明显大于晶粒的电阻。动力学分析研究了相应的弛豫-电导机制,在温度高于270℃时的电导行为归因于氧离子空位的迁移。Sm0.5Bi4.5Ti3FeO15的铁电转变发生在440℃。制备了新的AurivilliusBi4Nd0.5Gd0.5Ti3FeO15陶瓷,XRD精修得到了陶瓷的详细结构。利用介电和阻抗分析研究了材料的弛豫和电导行为,A位替代降低了Bi5Ti3FeO15陶瓷的漏电率。热磁测量结果表明Bi4Nd0.5Gd0.5Ti3FeO15陶瓷是顺磁材料,但在200K以下会有局域反铁磁作用存在。相转变温度为240℃。利用不同温度下介电和阻抗频谱研究Bi4Ti2Fe0.5Nb0.5O12陶瓷的介电响应和电性能。发现陶瓷中存在两种弛豫,其中高频的对应晶粒的弛豫,低频的对应晶界的弛豫。晶界的电阻明显大于晶粒的电阻,相比之下它们的电容值在相同的数量级。在温度高于340℃时陶瓷电导行为归因于氧离子空位的迁移。温度高于540℃时,材料接近铁电转变温度,晶界的电导和晶粒的电容剧烈变化,二者共同作用导致了所观察到的540℃附近的介电奇异行为。通过固相反应烧结合成了单相的Bi4Ti2.5Fe0.25Ta0.25O12陶瓷。XRD精修得到了陶瓷的详细结构。通过不同温度下介电和阻抗频谱研究了陶瓷介电响应和电性能。相应的频谱分析表明存在低频和高频两种弛豫。材料的相转变温度接近650℃,略低于Bi4Ti3O12（675℃）陶瓷,根据结构精修结果,提出元素替代导致结构稳定性的降低是导致相变温度降低的直接因素。合成了单相Bi3.5La0.5Ti2Nb0.5Fe0.5O12陶瓷。结合阻抗和电模量分析,确定陶瓷存在起因于晶粒和晶界的两种介电弛豫。相转变发生在接近440℃。利用变温介电和阻抗频谱数据,研究Na0.5Bi4.5Ti4O15和Bi4Ti3O12陶瓷材料的介电响应和电性能。结合阻抗和电模量分析表明,NBT陶瓷只存在单介电弛豫行为,不同于Bi4Ti3O12基陶瓷中普遍观察到的双弛豫行为。Na替代显著抑制了材料的漏电。合成了K0.5Gd0.5Bi4Ti4O15,利用不同温度下介电和阻抗频谱研究了陶瓷介电响应和电性能。陶瓷只出现一个介电弛豫行为。材料的铁电转变温度在550℃。交流电导率的动力学分析表明,在高温时电导行为归因于氧离子空位的迁移。采用氩气和氧气的气氛下退火处理Na0.5Gd0.5Bi4Ti4O15陶瓷。利用变温介电和阻抗频谱研究了陶瓷介电响应和电性能。实验结果证实,材料中的弛豫和漏电行为与氧空位密切相关。交流电导率的动力学分析表明,高于400℃时电导行为归因于氧离子空位的迁移。实验表明,Gd掺杂抑制漏电电流,提高了Na0.5Bi4.5Ti4O15陶瓷的电学性能。