中國(guó)粉體網(wǎng)訊  目前大規(guī)模使用的壓電陶瓷材料主要是性能優(yōu)異的以PZT為基的二元系及多元系陶瓷，但是其PbO(或Pb₃O₄)含量約占其原料總量的70%左右，PbO有毒、高溫下具有揮發(fā)性，在材料的制備過(guò)程中不僅危害環(huán)境，而且使其化學(xué)計(jì)量式偏離了計(jì)算配方，進(jìn)而使產(chǎn)品一致性和重復(fù)性降低，導(dǎo)致陶瓷性能下降。另外，含鉛器件廢棄后也會(huì)給人類(lèi)及生態(tài)環(huán)境帶來(lái)危害，如果將其回收實(shí)施無(wú)公害處理，所需成本將很高，甚至遠(yuǎn)高于當(dāng)初器件的制造成本。因此，不管是為了滿(mǎn)足市場(chǎng)需求，還是出于保護(hù)環(huán)境，壓電陶瓷材料的無(wú)鉛化是必然趨勢(shì)。近些年來(lái)，無(wú)鉛壓電陶瓷的研究開(kāi)發(fā)和應(yīng)用研究有了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展，已成為當(dāng)前壓電材料及其應(yīng)用研究的熱點(diǎn)之一。

近日，上海交通大學(xué)金屬基復(fù)合材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室郭益平教授，中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所傅正錢(qián)副研究員和澳大利亞臥龍崗大學(xué)張樹(shù)君教授等人表明通過(guò)傳統(tǒng)的固態(tài)反應(yīng)方法合成且無(wú)需任何后處理的情況下，在鍶（Sr）摻雜(K，Na)NbO₃無(wú)鉛壓電陶瓷中得到了一個(gè)巨大的應(yīng)變（1.05%）和大信號(hào)壓電應(yīng)變系數(shù)（2100pm/V），其中缺陷偶極子和域切換之間的相互作用最終導(dǎo)致了超高電應(yīng)變的存在。同時(shí)，20kV/cm時(shí)的抗疲勞性、熱穩(wěn)定性和應(yīng)變值（0.25%）與商業(yè)化Pb(Zr，Ti)O₃基陶瓷相當(dāng)或更好，顯示出巨大的實(shí)際應(yīng)用潛力。因此，這種材料可以提供一種無(wú)鉛替代品，其成分簡(jiǎn)單，從而用于壓電致動(dòng)器和高性能壓電設(shè)計(jì)范例。相關(guān)研究成果“Giant electric field-induced strain in lead-free piezoceramics”為題發(fā)表在《Science》上。

參考來(lái)源：電介質(zhì)Dielectrics

（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/山川）

注：圖片非商業(yè)用途，存在侵權(quán)告知?jiǎng)h除