钛酸钡陶瓷材料是具有氧八面体结构的有代表性的铁电晶体,它具有优异的压电和介电性能,在信息的检测、转换、处理和储存等技术领域占有极其重要的地位。特别是掺杂钛酸钡半导体陶瓷的PTCR特性在热敏电阻以及基础控制元件等领域具有广阔的应用前景。本论文旨在通过对钛酸钡材料进行掺杂研究,探求其微观结构的变化规律以及对铁电性能的影响,以便建立离子掺杂和钛酸钡四方相结构变化及其对性能影响的关系。本文以具有典型钙钛矿结构的钛酸钡为研究对象,采用溶胶凝胶法主要制备了掺杂碱金属离子及碱土金属离子的钛酸钡陶瓷材料。利用掺杂产生不同种类的缺陷,改变原子在平衡位置分布的有序化程度。借助X射线衍射、红外光谱以及紫外-可见光谱等测试技术,研究了A、B位掺杂取代对其结构和性能的影响,并对其机理进行了初步探讨。通过各种光谱测试以及材料的铁电性能和经时稳定性的测量,探讨了掺杂对钛氧八面体畸变以及居里温度、老化效应等铁电性能的影响。研究发现随着元素掺杂量的变化以及离子半径的变化,红外光谱及紫外-可见光谱均有相应的有规律的改变;掺杂离子的极化作用以及氧化能力均影响到紫外-可见光谱的吸收边的位置。此外,本文还研究了掺杂取代对钛酸钡陶瓷材料老化效应的影响。得出点缺陷的多少是影响材料稳定性能的一个重要因素的结论,并可以通过红外光谱来表征材料的稳定性能。其稳定性与氧离子空位在其晶体结构中所处的位置可能还存在密切关系。研究还表明红外光谱中Ti-O键吸收峰波数的变化是由于氧八面体畸变导致的,它可能是居里温度、剩余极化、矫顽场变化的原因所在。