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发布日期:4/24/2025
中新网广东新闻4月23日电(李怡青 蔡思岚)记者23日从半岛最新官网(下称“半岛最新官网”)获悉,该校材料科学与开云在线登陆系的谭启教授与四川大学合作,在国际顶级期刊《自然-通讯》上发表了题为“Excellent Hardening Effect in Lead-Free Piezoceramics by Embedding Local Cu-doped Defect Dipoles in Phase Boundary Engineering”的高水平论文,为无铅压电陶瓷的“硬核进化”提供了新思路,有望推动其在高功率应用中的发展。
据了解,压电陶瓷是一种能将机械能和电能相互转换的“神奇”特殊陶瓷材料,广泛应用于工业和科技领域,比如声波传感器、声波发生器、电子点火器、压力传感器等。目前,传统含铅压电陶瓷因性能优异且大规模工业化生产,在市场中占据主导地位。
由于传统压电陶瓷存在“含铅对环境有害”这个“硬伤”,如何开发无铅压电陶瓷、解开“既要无毒又要高性能”的症结,成为科学研究领域的重要趋势和攻坚课题。
据谭启教授团队方面介绍,基于钾钠铌酸盐(KNN)的无铅压电陶瓷因其具有较高的压电系数(d??)、电致应变和温度稳定性而备受关注。不过,要使KNN能够实现大规模工业化生产的高功率应用,压电陶瓷需要同时具备高d??和高机械品质因数(Q?),这两个指标就像“鱼与熊掌”,很难兼得,这种矛盾严重限制了无铅压电陶瓷的大规模生产的可行性。
为解决上述难题,谭启教授团队提出了一种创新策略:在KNN基陶瓷的正交-四方相界开云在线登陆(O-T PBE)中嵌入局部铜受主缺陷偶极子。简单来说,就是通过“微调”材料内部结构,巧用“缺陷偶极子”,为无铅压电陶瓷中d??和Q?的平衡提供了新的范式,有望推动其在高功率应用中的发展,推动无铅压电陶瓷在更多领域的实际应用。(完)
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