合肥工業大學成功研發新型無鉛反鐵電陶瓷材料

中新網合肥10月10日電 (吳蘭 周慧)合肥工業大學10日消息，該校科研團隊成功研發出一種具有穩定反鐵電相結構的新型無鉛陶瓷材料，為未來無鉛反鐵電材料的進一步組成設計和結構研究奠定了理論和技術基礎。其相關成果近期發表在國際著名學術期刊《ActaMaterialia》上。

反鐵電材料可廣泛應用於大位移驅動器、高功率脈衝電容器、能量記憶體件等元器件，在航空航天、精密精儀和高端裝備製造業應用前景廣闊。由於傳統反鐵電材料普遍含鉛，對環境安全存在一定隱患。而目前無鉛反鐵電陶瓷材料仍面臨反鐵電相穩定性差、難以重複利用等技術難題，從而製約了其進一步推廣應用。

該校材料科學與工程學院左如忠教授及其科研團隊，通過摻雜改性及固相合成技術，製備出穩定可調的無鉛铌酸鈉基無鉛反鐵電陶瓷材料。實驗結果表明，這一新型材料在電場周期中呈現出重複可利用的反鐵電相到鐵電相的相變特性、典型雙電滯回線特徵的極化-電場曲線以及完全無負應變的豆芽狀應變-電場曲線，從而證實該材料具有穩定的反鐵電性質和優異的電場誘發的電致應變特性。

同時，該團隊採用透射電子顯微鏡和原位/非原位同步輻射X射線衍射技術，對該材料的電疇形貌、太空對稱性及其對電場響應的特徵等方面進行了深入研究，成功探明了該新型材料的反鐵電性特徵和應變機制，有望進一步推動無鉛反鐵電材料領域的研究。