随着人们环境保护意识的日益提高，无铅压电材料逐渐成为国内外压电材料领域研究的热点。单晶材料相对于陶瓷结构更简单，便于无铅材料高压电活性物理本质的研究。因此本论文主要开展了NBT基无铅压电晶体的生长、性能表征和结构研究等方面的工作。　　 采用顶部籽晶助溶剂提拉(TSSG)法生长出了系列(1-x)(Na0.5Bi0.5)TiO3-x(K0.5Bi0.5)TiO3(NKBT100(1-x)/100x)晶体，组份分别为NKBT95/5、NKBT92/8、NKBT88/12和NKBT85/15，晶体尺寸达到了φ30mm×10mm。NKBT晶体生长过程中，K+分凝严重，K+的有效分凝系数只有30%左右。而且随着多晶料中KBT百分含量的增加，结晶越困难，晶体越难以生长。　　 粉末X射线衍射分析表明，生长的NKBT95/5、NKBT92/8、NKBT88/12、NKBT85/15晶体室温下都为三方相结构。而且由于钾离子的半径明显大于钠离子，NKBT晶体晶胞参数α和θ随KBT组元含量的增加而增大。生长的NKBT95/5晶体650℃氧气退火6h后样品X射线摇摆曲线半高峰宽(FWHM)为6.6 arc min，说明生长的晶体有较好的质量。　　 表征了不同组份NKBT晶体的电性能。与NBT、NBBT晶体的介温谱相似，NKBT晶体的介温谱中也存在介电异常凸起和弥散的介电峰，介电异常凸起在升温和降温过程中也存在热滞。随着KBT含量的增加，剩余极化强度Pr、压电常数d33以及机电偶数系数kt都呈增加的趋势。这是因为随着KBT含量的增加，晶体越靠近准同型相界。NKBT85/15晶体的Pr、d33和kt分别达到了15μC/cm2、238 pC/N和0.54。随着KBT含量的增加，退极化温度Td先增加后减少，而反铁电-顺电相变弥散因子α呈连续减少的趋势。NKBT95/5、NKBT92/8、NKBT88/12和NKBT85/15晶体的相变弥散指数α分别为1.95，1.94，1.86和1.84，说明NKBT是相变弥散性较强的晶体。　　 以NKBT92/8晶体为对象，研究了晶体电性能的方向依赖性。研究表明<001>方向晶体样品的压电常数d33远大于<110>和<111>方向，说明在铅基压电材料中提出来的工程畴的概念同样可以用来优化无铅压电单晶的性能。　　 作为实际应用的探讨，研究了0.14%Mn：0.95Na0.5Bi0.5TiO3-0.5BaTiO3晶体(以下简称Mn：NBBT95/5)不同振动模式振子的机电耦合性能。研究表明Mn：NBBT95/5晶体的机电耦合性能已经超过BT晶体，而达到与PZT-5H陶瓷接近的水平，但在105℃左右会退极化，温度稳定性有待提高。　　 作为无铅非制冷红外热释电新材料的探索，选择压电性能好、介电损耗相对较低的Mn：NBBT95/5晶体为对象，表征了该晶体<001>、<110>和<111>方向的热释电性能。研究表明该晶体在<111>方向具有最优的热释电性能。20℃时，该方向的热释电系数p为588μC/m2K，电流响应优值Fi、电压响应优值Fv和探测优值Fd分别达到203.5 pmN、0.08 m2/C和29.8×10-6Pa-1/2。绝大部分性能指标都超过了目前市场上应用最广泛的热释电红外探测器材料PZT陶瓷和LiTaO3单晶。而且该单晶的热释电性能在40-4000Hz和20-85℃范围内随频率以及温度变化较小。　　 以Mn：NBBT95/5晶体为对象，研究了NBT基压电晶体在退极化温度Td附近的相变。通过研究Mn：NBBT95/5单晶的介温谱、P-E和S-E曲线随温度的变化、铁电畴随温度的变化以及[001]p晶带轴方向电子衍射花样随温度的变化，发现该晶体在退极化温度附近在三方相基体内出现了Pnma反铁电正交相调制结构。导致Pnma正交调制相出现的原因是该单晶随温度升高在发生三方-四方相变时两相共存，不同的氧八面体扭转方式(三方相为a-a-a-，四方相为a-a+a-)导致在晶体中产生了应力，为了释放应力而导致了正交相调制结构的出现。且从室温到介电峰值Tm区间，Pnma反铁电正交相的含量先增加后减少，在170℃时含量最高。这主要是因为随着温度的变化三方和四方相含量也发生变化，使得氧八面体不同扭转形式产生的应力随温度增加先增加后减少。