压电纤维复合材料不仅具有压电陶瓷的优异压电性能，而且具有聚合物柔顺性的优点，在驱动器和传感器方面具有广阔的应用前景。作为压电纤维复合材料的功能相，压电纤维对复合材料的性能起着至关重要的作用。压电纤维复合材料的制备和应用过程中，常常需要在不同的电场、温度和预应力等环境下工作，获得外场对压电纤维性能的影响及其影响规律，对压电纤维及其复合材料研究和应用具有重要的理论意义及实际应用价值。由于环境协调性的要求，对压电材料的无铅化要求越来越迫切。因此，本文以KNBT无铅压电材料为研究对象，探讨了外场对其性能的影响及影响规律。主要研究内容及结论如下：

1、采用塑性聚合物-挤制成型技术制备了无铅KNBT压电纤维，研究了烧结气氛及温度等条件对压电纤维结构与性能的影响。结果表明，在保证充足钠和钾气氛的条件下，1100 °C 左右烧结获得单一钙钛矿结构的KNBT压电纤维，此时，纤维的结构致密、晶粒大小均匀、性能优良。

2、获得单根压电纤维的性能是从本质上弄清外场对材料铁电和场致应变性能影响及影响规律的关键。针对单根纤维尺寸细小的特点，设计了可用于不同温度、电场及频率下的单根纤维铁电和场致应变性能测试夹具。结果表明，所测性能具有非常好的重复性及稳定性。

3、研究了电场、温度和预应力等外场对KNBT压电纤维铁电及场致应变性能的影响及影响规律。结果表明，外加电场强度和偏置电场对压电纤维的铁电及场致应变性能均有大的影响，随外加电场强度及偏置电场的增加，剩余极化强度及最大应变均显著增加，当外加电场强度和偏置电场分别为8 kV/mm和6 kV/mm时，剩余极化强度和最大应变均达到最大值，分别为34.4 mC/cm^~2和0.31 %；预应力存在对KNBT压电纤维的剩余极化强度影响不大，对场致应变产生大的影响，且随预应力增加，压电纤维的最大应变增加，当预应力为1 MPa时，纤维的最大应变达到最大；温度对压电纤维的铁电和场致应变性能均产生大的影响，且随着温度升高，负向应变和去极化场降低，当温度为160 °C时，负向应变和去极化场接近零，这是由于KNBT压电纤维在160 °C附近产生了反铁电相。