Ferroelektrika sind eine wichtige Klasse funktionaler Materialien, die in verschiedenen elektronischen Geräten verwendet werden, oft in Form von polykristallinen Keramiken. Die am häufigsten verwendeten ferroelektrischen Keramiken sind bleihaltige Pb(Zr,Ti)O3-basierte Materialien. Aufgrund der Giftigkeit von Blei und den daraus resultierenden Umweltbedenken hat die EU-Gesetzgebung zur Beschränkung gefährlicher Stoffe die Notwendigkeit betont, bleifreie Alternativen zu finden. Die Festkörperlösungen Na1/2Bi1/2TiO3-BaTiO3 (NBT-BT) und BiFeO3-BaTiO3 (BF-BT) gehören zu den vielversprechendsten bleifreien Kandidaten für Hochleistungs- und Hochtemperaturanwendungen. Beide Zusammensetzungen weisen bestimmte Nachteile auf; dies ist bei NBT-BT eine geringe Temperaturstabilität und bei BF-BT ein eher niedriger piezoelektrischen Koeffizient (d33) und ein geringer spezifischer Widerstand. Diese Nachteile können in gewissem Maße durch das Abschrecken des Materials von hohen Temperaturen verringert werden. Die vorliegende Studie zielt darauf ab, die durch das Abschrecken verursachten Veränderungen in den strukturellen und elektrischen Eigenschaften von bleifreien Bi-basierten Keramiken zu untersuchen, um das Verständnis der zugrunde liegenden Mechanismen zu verbessern. Die untersuchten Materialien sind NBT-BT mit 3, 6, 9 und 12 mol% BT sowie BF-BT mit 30 und 33 mol% BT mit und ohne Zugabe von 5 mol% NBT. Hochauflösende Röntgenpulverdiffraktometrie und Synchrotronbeugungsexperimente an nicht-zerkleinerten Keramikproben haben bestätigt, dass das Abschrecken die Gitterverzerrung in NBT-BT erhöht. Dieser Effekt ist besonders ausgeprägt für 6 Mol% BT, das sich an der morphotropen Phasengrenze (MPB) befindet. Bei dieser Zusammensetzung, die bei Raumtemperatur ein nicht-ergodischer Relaxor ist, verändert das Abschrecken die Phasenanteile, was zu einer deutlichen Verringerung des Volumenanteils der kubischen Phase führt. Im polarisierten Zustand ist die Gitterverzerrung für die abgeschreckten Proben im Vergleich zu den im Ofen abgekühlten Referenzproben stärker ausgeprägt, was vermutlich der Grund für die erhöhte Depolarisationstemperatur (Td) ist. In-situ-Beugungsexperimente mit elektrischem Feld haben eine Verschiebung des Beginns der durch elektrisches Feld induzierten strukturellen Veränderungen zu höheren elektrischen Feldamplituden gezeigt. Darüber hinaus weist abgeschrecktes NBT-BT im Vergleich zu im Ofen abgekühlten Proben eine deutlich reduzierte Änderung der Phasenanteile auf. Dies kann auf den stabilisierten ferroelektrischen Domänenzustand zurückgeführt werden, der die Möglichkeit einer abschreckungsinduzierten VIII Phasentransformation begrenzt. Die Zunahme der Gitterverzerrung und der spontanen Dehnung in NBT-BT durch das Abschrecken spiegelt sich auch in einer erhöhten Polarisation, Koerzitivfeldstärke und Gesamtdehnung wider, wie sie aus ferroelektrischen Hysterese-Messungen festgestellt wurden. Allerdings verringert das Abschrecken den d33-Wert bei allen untersuchten NBT-BT-Zusammensetzungen. Dielektrische Charakterisierung ergab eine Erhöhung der Übergangstemperatur von Ferroelektrikum zu Relaxor und damit von Td. Um den Einfluss des Abschreckens auf die nanoskalige Struktur von NBT-BT bei erhöhten Temperaturen zu untersuchen, wurden der temperaturabhängige Elastizitätsmodul und ein Verbundmodell verwendet, um den Volumenanteil polarer Nanoregionen (PNRs) zu berechnen. Über der Temperatur mit maximaler Permittivität führt das Abschrecken zu einem Anstieg des Volumenanteils der PNRs an der MPB und in ihrer Nähe, wahrscheinlich aufgrund der verstärkten nicht-kubischen Verzerrungen, was mit der Veränderung der Phasenzusammensetzung bei Raumtemperatur korreliert. Die Zugabe von 5 Mol% NBT zu BF-BT mit 30 und 33 Mol% BT fördert eine stärker kubische Struktur mit geringerer rhomboedrischer Verzerrung und geringerem Anteil an rhomboedrischer Phase. Zusätzlich weist die ternäre Zusammensetzung deutlich reduzierte dielektrische Verluste auf. BF-BT-NBT zeigt Merkmale eines teilweise ergodischen Relaxormaterials in seinen ferroelektrischen Eigenschaften, mit geringer Remanenzpolarisation und Dehnung, was wiederum mit verringerten d33-Werten korreliert. Durch das Abschrecken von BF-BT-NBT verschwindet die Ergodizität und es kommt zu einer verstärkten negativen Dehnung und Remanenzpolarisation. Der d33-Wert steigt um bis zu 107 % und die rhomboedrische Gitterverzerrung wird durch das Abschrecken vergrößert. In beiden untersuchten Materialsystemen führt das Abschrecken zu Veränderungen der strukturellen und elektrischen Charakteristika, die sich positiv auf anwendungsrelevante Eigenschaften auswirken. Die erhöhte Gitterverzerrung in abgeschrecktem NBT-BT führt zu einer erhöhten Depolarisationstemperatur, was den Temperaturbereich für Anwendungen verbessert. Darüber hinaus ist der Elastizitätsmodul nur geringfügig niedriger im Vergleich zum im Ofen abgekühlten Material, was auf eine vernachlässigbare Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften hinweist. In abgeschrecktem BF-BT-NBT wird der d33-Wert erheblich verbessert, und der Anstieg des spezifischen Widerstands beim Hinzufügen von NBT in BF-BT bleibt erhalten. Diese Erkenntnisse betonen, dass das Abschrecken von Bi-basierten Piezokeramiken dazu beitragen kann, diese bleifreien Materialien zur Anwendung zu bringen.