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铅基复合钙钛矿弛豫铁电材料在准同型相界附近由于具有优异的压电性能，高的介电常数，大的机电耦合系数而广泛应用于执行器和机电传感器等压电领域。本论文用固相合成法制备了Pb(Yb1/2Nb1/2)O3-Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3(PYN-PMN-PT)和Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbSnO3-PbTiO3(PMN-PSn-PT)陶瓷，用顶部籽晶法生长了PYN-PMN-PT和Pb(In1/2Nb1/2)O3-PbTiO3(PIN-PT)铁电单晶，用助溶剂法生长了Pb(Fe1/2Nb1/2)O3-Pb(Yb1/2Nb1/2)O3-PbTiO3(PFN-PYN-PT)和PMN-PSn-PT铁电晶体。研究了以上体系的结构、介电、铁电和压电性能。对PYN-PMN-PT铁电陶瓷，确定了PYN-PMN-PT固溶体系的MPB区域不是一条直线。进而确定了PYN-PMN-PT三元固溶体系室温下的MPB相图，并研究了其介电、铁电和压电性能随组分的变化关系。
用顶部籽晶法生长了PYN-PMN-PT三元铁电单晶。得到了大尺寸的单晶并研究了其性能，例如得到的PYN-PMN-PT(15/53/32)单晶的居里温度Tc达205℃，三方-四方相变温度TRT为50℃，剩余极化Pr为27.8μC/cm2，矫顽场Ec为7 kV/cm，机电耦合耦合系数k33为90％，压电系数d33的值为1980 pC/N。对MPB区域内的PYN-PMN-PT单晶的电学性能的组分依赖性做了详细的研究。随着PYN含量的增加，PYN-PMN-PT晶体的晶胞参数a，矫顽场Ec，居里温度Tc，三方-四方相变温度TRT不断增大。所有的生长的晶体均表现出优异的压电性能。特别是对于组分为0.20PYN-0.40PMN-0.40PT晶体，其性能如下:Tc＝180℃，TRT＝130℃, k33＝90％, d33＝2240-2580 pC/N, Pr＝28.4μC/cm2, Ec＝5.4 kV/cm。对PMN-PSn-PT三元铁电陶瓷，分析了Sn在合成过程中的变化和作用，根据XRD数据确定了室温下PMN-PSn-PT三元固溶体系的MPB相图。系统研究了合成组分的介电、铁电、压电性能。
发现了PMN-PSn-PT单晶具有奇特的铁电压电响应行为。不同于普通铁电体的铁电压电响应行为，在PMN-PSn-PT单晶中存在超乎寻常的内建场，在很高的电场下才发生极化翻转，特别是其在没有外电场的作用下都显示优异的压电性能，并且在高于居里温度热处理后压电性能并不退化，显示一种稳定的类似单畴的结构。利用点缺陷对称原理对PMN-PSn-PT晶体的奇特的铁电压电响应行为给出了合理的解释。
研究了PFN-PYN-PT(10/38/52)晶体的性能。PFN-PYN-PT(10/38/52)晶体室温下具有三方钙钛矿结构，其高居里温度Tc为325℃，三方-四方相变温度TRT达155℃，室温下介电常数ε’为1620，压电系数d33达到1100 pC/N，机电耦合系数k33为70％，机械品质因子Qm为110，剩余极化Pr和矫顽场Ec分别为25.8μC/cm2和10.3 kV/cm。
第一次用顶部籽晶法生长高居里温度的PIN-PT弛豫铁电单晶获得成功。得到的PIN-PT(65.5/34.5)单晶的尺寸达21×21×8mm3。PIN-PT(65.5/34.5)晶体的居里温度Tc，三方-四方相变温度TRT，压电系数d33，机电耦合系数k33，剩余极化Pr和矫顽场Ec分别为290℃，150℃，1720 pC/N，88％，30μC/cm2和9.0 kV/cm。更重要的是当温度升高到120℃时，PIN-PT(65.5/34.5)晶体的压电性能仍然没有退化，表现出好的温度稳定性。