高性能压电陶瓷是生产制作压电马达、压电变压器、涡街流量计等压电器件的材料基础。压电晶体一般指压电单晶体，是指按晶体空间点阵长程有序生长而成的晶体。本研究直接根据各种压电器件对压电陶瓷的物理性能参数的要求，通过大量实验研究了以锆钛酸铅压电陶瓷(PZT)为基的三元系压电陶瓷PMN-PZT、PMS-PZT、PZN-PZT和四元系压电陶瓷PMS-PZN-PZT、PMS-PMN-PZT、PZN-PMN-PZT.
压电陶瓷的性能指标如下：
(1) 自由介电常数 /e0：1000~6000；
(2) 介电损耗tand：（2~12）′10-3；
(3) 压电应变系数d33：300~600pC/N；
(4) 平面机电耦合系数kp：0.56~0.70；
(5) 机械品质因素Qm：100~2000；
(6) 居里温度Tc：280~400°C。
设备要求：球磨机、喷雾造粒机、自动压片机、烧结炉、电极烧渗炉、极化高压装置、阻抗频谱仪、d33准静态测试仪。
为了适应各种不同的用途和要求,国内外对PZT陶瓷进行了广泛的掺杂改性研究.PZT压电陶瓷的掺杂改性主要有以下几个方面:
.1 软性掺杂 这种掺杂是指La3 、Bi3 、Nb5 、W6 等高价离子分别置换Pb2 或(Zr,Ti)4 等离子,在晶格中形成一定量的正离子缺位(主要是A位),由此导致晶粒内畴壁容易移动,结果使矫顽场降低,使陶瓷的极化变得容易,因而相应地提高了压电性能.但空位的存在增加了陶瓷内部的弹性波的衰减,引起机械品质因数Qm和电气品质因数Qe的降低,但其介电损耗增大,因而这类掺杂的PZT压电陶瓷通常称为“软性”PZT压电陶瓷,适于制备高灵敏度
.2 硬性掺杂 这类掺杂与高价离子软性掺杂的作用相反:离子置换后在晶格中形成一定量的负离子(氧位)缺位,因而导致晶胞收缩,***畴壁运动,降低离子扩散速度,矫顽电场增加,从而使极化变得很困难,压电性能降低,Qm和Qe变大,介电损耗减少.具有这类掺杂物的PZT压电陶瓷称为“硬性”PZT压电陶瓷,的传感器元件.这类掺杂报道***多的是La3 和Nb5 [
