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论文依据行波超声波电机用压电陶瓷的性能要求，对压电陶瓷的研究和发展状况进行了综合评述，在总结了锆钛酸铅二元系压电陶瓷的组成、结构与性能之间关系的基础上，结合多元系固溶和掺杂改性对晶体结构的影响以至于对提高压电性能的作用，并根据德拜驰豫极化理论，电介质介电损耗理论以及介电损耗和机械损耗相关性理论，提出了确定高性能低介电常数的组成区域选取原则，并选择了PZN-PZT材料体系进行了深入的研究；进行了铅基钙钛矿材料的B位硬性掺杂，A、B位化合物固溶改性以及A、B位固溶掺杂改性相结合的研究。讨论了化合物固溶和金属氧化物掺杂改性对材料的晶体结构、显微结构、介电损耗、机械品质因数以及压电性能之间关系的影响，并在压电陶瓷的制备工艺上，研究了陶瓷的低烧工艺对陶瓷的烧结温度、微观显微结构、压电性能和介电性能的影响，同时也研究了退火工艺对提高压电性能的作用。在大量实验的基础上，利用XRD、SEM、Raman散射光谱、压电性能和介电性能测试等现代测试手段研究了改性的PZN-PZT陶瓷的物相组成、晶体结构、材料性能、制备技术之间的关系。设计和制备出了低介电常数低损耗高性能的PZN-PZT压电陶瓷材料，并得到了具有实际意义和应用价值的研究成果。
对Sr、Mn掺杂改性的PZN-PZT陶瓷的研究表明，通过调节PZN含量和Zr/Ti比可以确定体系的准同型相界线区域。随着PZN含量的增加，PZN-PZT陶瓷的准同型相界的(Zr,Ti)组成向富钛的方向移动，而随着Zr/Ti比的增加，PZN-PZT陶瓷的晶体结构向三方相转变，从而可以确定准同型相界区靠近三方相的组成。PZN含量的增加可以降低陶瓷的烧结温度，而Zr/Ti比的提高则使陶瓷的烧结温度升高。设计和制备出了d33=280pC/N，kp=0.63，εT33/ε0=900，tgδ=0.003的压电陶瓷材料。
探索出了Co2O3改性PZN-PZT(简记PZCNT)低损耗压电陶瓷材料。当掺入0.2wt﹪Co2O3时，PZCNT陶瓷的介电常数εT33/ε0由未掺杂时的1100下降为700，介电损耗tgδ由未掺杂时的0.024迅速下降到0.005，当掺入0.4wt﹪Co2O3时，tgδ达到最小值0.003，Qm由180增大到1100左右。提出了Co2O3掺杂量和介电损耗机制的关系，即当Co2O3的掺杂量较少或未掺杂时，介电损耗机制由转向极化的慢极化主导，而当Co2O3的掺杂量较高时，介电损耗机制由漏导损耗主导，从而成功地解释了随着Co2O3的掺杂量的增加，材料的介电损耗由高到低，达到最低值后再由低到高的物理现象。
添加微量的NaNbO3可以提高PZN-PZT陶瓷的压电性能，而介电损耗却略微降低。研究显示：添加2.3mol﹪的NaNbO3可以使d33由未添加NaNbO3时的350pC/N提高到510pC/N，kp由0.58上升到0.62，介电损耗因子tgδ由0.024降为0.020。将0.3wt﹪的Co2O3和1mol﹪的NaNbO3同时添加到Pb0.95Sr0.05[(Zr0.54Ti0.46)0.9(Zn1/3Nb2/3)0.10]O3陶瓷中，可以得到介电常数低和压电性能优良的压电陶瓷，可以得到d33=310pC/N，kp=0.59，εT33/ε0=985，tgδ=0.34﹪，Qm=1380的压电性能和介电性能。
研究了Pb(Cu1/2W1/2)O3(简记PCW)对Co2O3改性PZN-PZT(简记PZCNT)陶瓷的烧结温度、显微结构、压电性能的影响。研究结果显示，添加PCW不仅可以有效降低PZCNT陶瓷的烧结温度，而且还有利于提高压电性能。添加1.5wt﹪PCW时，PZCNT陶瓷的烧成温度由原来的1250℃下降到1050℃，而d33由220pC/N上升到265pC/N，tgδ和Qm变化不大，分别为0.004和927。
退火温度和保温时间对压电性能影响的研究表明，适当的退火温度和保温时间可以提高材料的压电性能。对于添加1wt﹪PCW且在1050℃烧成的PZCNT陶瓷，退火温度为900℃，保温时间为10h，压电常数d33由没退火时的240pC/N增大到退火处理后的310pC/N，介电常数εT33/ε0由710增加到920。