合肥工业大学成功研发新型无铅反铁电陶瓷材料

(吴兰 周慧)合肥工业大学10日消息，该校科研团队成功研发出一种具有稳定反铁电相结构的新型无铅陶瓷材料，为未来无铅反铁电材料的进一步组成设计和结构研究奠定了理论和技术基础。其相关成果近期发表在国际著名学术期刊《ActaMaterialia》上。

反铁电材料可广泛应用于大位移驱动器、高功率脉冲电容器、能量存储器件等元器件，在航空航天、精密精仪和高端装备制造业应用前景广阔。由于传统反铁电材料普遍含铅，对环境安全存在一定隐患。而目前无铅反铁电陶瓷材料仍面临反铁电相稳定性差、难以重复利用等技术难题，从而制约了其进一步推广应用。

该校材料科学与工程学院左如忠教授及其科研团队，通过掺杂改性及固相合成技术，制备出稳定可调的无铅铌酸钠基无铅反铁电陶瓷材料。实验结果表明，这一新型材料在电场周期中呈现出重复可利用的反铁电相到铁电相的相变特性、典型双电滞回线特征的极化-电场曲线以及完全无负应变的豆芽状应变-电场曲线，从而证实该材料具有稳定的反铁电性质和优异的电场诱发的电致应变特性。

同时，该团队采用透射电子显微镜和原位/非原位同步辐射X射线衍射技术，对该材料的电畴形貌、空间对称性及其对电场响应的特征等方面进行了深入研究，成功探明了该新型材料的反铁电性特征和应变机制，有望进一步推动无铅反铁电材料领域的研究。