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压电陶瓷是一种可以实现机械能和电能相互转化的功能材料,已经被广泛应用于医用超声成像领域。超声换能器作为超声成像系统中的核心部件正朝着宽带宽、高灵敏度、小型化的方向发展,对高压电常数、高介电常数、低机械品质因数的压电材料需求日益紧迫。在众多压电材料中,Pb(Ni1/3Nb2/3)O3-Pb Zr O3-Pb Ti O3三元系压电陶瓷表现出较高的压电常数、介电常数和低的机械品质因数,有望成为新一代宽带宽、高灵敏度、小型化超声换能器所需的核心材料。本论文选取0.55PNN-0.135PZ-0.315PT组分的压电陶瓷为研究对象,在优化制备工艺的基础上,通过离子掺杂和复合的改性手段进一步优化陶瓷的压电、介电性能及机械品质因数,系统地研究结构、电学性能与相变行为之间的联系,揭示不同改性方式对性能的调控机制。通过固相法制备了0.55PNN-0.135PZ-0.315PT陶瓷,研究了不同烧结温度对陶瓷的相结构、微观形貌和电学性能的影响。采用XRD研究了陶瓷的相结构,结果表明不同温度下烧结的陶瓷都具有纯的钙钛矿结构,并且陶瓷一直保持三方相（R）、四方相（T）和伪立方相（P）多相共存。采用SEM对陶瓷的微观形貌进行了研究,发现提高烧结温度可以促进晶粒的长大。通过对不同烧结温度的陶瓷的电学性能的研究发现,随着烧结温度的升高,介电常数逐渐升高,压电常数先升高再降低,机械品质因数先降低再升高。当烧结温度为1250℃时,陶瓷获得了最优的综合性能:d33=1040 p C/N,εr=8437,Qm=60,Tc=102℃。通过固相法制备了0.55PNN-0.135PZ-0.315PT/x Si O2（x=0、0.0025、0.005、0.01、0.02、0.04 mol）陶瓷。采用XRD研究了陶瓷样品的相结构,发现当x≤0.02时,陶瓷是纯的钙钛矿结构,处于R+T+P多相共存,当x进一步增加到0.04时,陶瓷中有少量焦绿石相产生。通过SEM和EDS研究了陶瓷的微观形貌和元素分布,发现陶瓷中出现了Ni元素聚集的现象,说明Si4+进入了钙钛矿结构的B位,并且部分占据了Ni2+的位置。通过对样品电学性能的研究发现,随着Si O2含量的升高,压电常数和介电常数先升高再降低,机械品质因数先降低再升高。当Si O2的含量为0.0025的时候,陶瓷获得了最佳的综合性能:d33=1078 p C/N,εr=8811,Qm=59,Tc=106℃。通过固相法制备了0.55PNN-0.135PZ-0.315PT/z Sn O2（z=0、0.0025、0.005、0.01、0.015、0.02 mol）陶瓷。采用XRD研究了陶瓷样品的相结构,发现当z≤0.015时,陶瓷具有纯的钙钛矿结构,处于R+T+P多相共存,当z进一步增到0.02时,陶瓷中有少量的焦绿石相产生,相结构转变为以P相为主。通过SEM和EDS研究了陶瓷的微观形貌和元素分布,发现陶瓷中出现了Ni元素聚集的现象,说明Sn4+进入了钙钛矿结构的B位,并且部分占据了Ni2+的位置。通过对样品的电学性能研究发现,随着Sn O2含量的增加,压电常数和介电常数先升高再降低,机械品质因数先降低再升高。当Sn O2的含量为0.0025的时候,陶瓷获得了最佳的综合性能:d33=1123 p C/N,εr=9529,Qm=57,Tc=103℃。通过固相法制备了0.55PNN-0.135PZ-0.315PT/y Zn O（y是Zn O和PNN-PZT陶瓷的摩尔比,y=0、0.025、0.05、0.075、0.1 mol）复合陶瓷。XRD研究结果表明,所有的陶瓷都以钙钛矿结构为主。当y＞0.075时,逐渐出现了Zn O的衍射峰,初步表明陶瓷具有复合结构。陶瓷的相结构也随着Zn O含量的增加逐渐由R+T+P转变成为以T相为主的相结构。采用SEM和EDS对陶瓷的微观形貌和组织结构进行了研究,发现亚微米级的Zn O颗粒主要分散在0.55PNN-0.135PZ-0.315PT陶瓷的微米级晶粒的晶界处,形成了0-3复合结构。通过对样品电学性能和温度稳定性的研究表明,随着Zn O含量的增加居里温度逐渐增加,压电常数和介电常数逐渐减小。当Zn O的含量为0.025的时候,陶瓷获得了最佳的综合性能:d33=901 p C/N,εr=6927,Qm=66,Tc=124℃,压电常数下降了10%,但是相变温度提高了20%,并且温度稳定性还得到了优化。