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本论文针对大功率器件韧性差的特点,选择了一种二元系功率型PZT压电陶瓷材料,通过掺杂YSZ、掺杂稀土元素、不同预烧温度合成瓷料的混合、复合掺杂等途径,采用XRD.SEM.硬度和断裂韧性测试、压电介电性能测试等手段,对该材料进行了系统的增韧研究。首先,确定和制备了具有优良性能的功率型压电陶瓷材料：Pb0.95Sr0.05(Zr0.525Ti0.475)03+1.1mol%CaFeO5/2+0.3mol%Fe203+0.2mol%Li2C03+0.1mol%MgO.具体性能参数为：d33=259pC/N,Qm=702,Kp=54.0%,ε33T/ε0=1038,tan δ=0.0029.该材料通过适量YSZ的掺入,提高了陶瓷的致密度,改善了陶瓷的力学性能,当掺杂0.5wt%时,陶瓷的力学性能最佳,断裂韧性KIC=1.506MPa·m1/2,与未掺杂的陶瓷性能相比,KIc提高15.9%。且电学性能下降不明显。稀土元素Nd、Dy、Yb掺入该材料,使陶瓷晶粒细小,致密度高,且均对陶瓷有不同程度的增韧作用。最佳力学性能分别为：1.485MPa·m1/2(Nd203掺杂量为0.3wt%),与未掺杂的陶瓷性能相比,KIc提高14.0%；1.483MPa·m1/2(Dy203掺杂量为0.2wt%)与未掺杂的陶瓷性能相比,KIc提高13.8%；1.503MPa·m1/2(Yb203掺杂量为0.2wt%)与未掺杂的陶瓷性能相比,KIc提高15.3%。电学性能上,d33、Kp、ε33T/ε0均有所提高,Qm降幅较明显,表现出“软性”掺杂的特点。该材料通过不同预烧温度合成瓷料的混合,烧成陶瓷的力学性能也得到了一定的提高。在850℃预烧粉料中添加8wt%的1050℃预烧粉料时,所得陶瓷的力学性能最佳,KIC=1.47MPa·m1/2。与原基方的陶瓷性能相比,Kic提高12.8%。电学性能基本保持不变。采用YSZ掺杂、Yb203掺杂、高温预烧粉料添加三者对该材料的协同增韧,均对陶瓷力学性能有不同程度的改善。高温预烧颗粒和Yb2O3的组合增韧效果最佳,陶瓷KIC=1.52MPa·m1/2,与原基方的陶瓷性能相比,KIc提高16.6%。通过不同方式对陶瓷的增韧研究,我们获得了同时具有好的电学性能和力学性能的PZT功率型压电陶瓷材料,从而扩宽了该材料在功率型器件方面的应用范围。