棒！合肥工业大学成功研发新型无铅反铁电陶瓷材料

林心雪

近日，合肥工业大学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，成功制备出一种具有稳定反铁电相结构的铌酸钠（NaNbO3，NN）基无铅陶瓷材料。该研究成果对稳定 NN 陶瓷反铁电性的机理及其技术路径提出新的思路，在解决 NN 陶瓷反铁电性难以利用这一技术和科学难题上迈出重要一步，有望推动 NN 基无铅反铁电陶瓷材料在大位移驱动器、能量存储等技术领域的应用。相关成果近期发表在国际著名学术期刊《Acta Materialia》上（Vol. 161, 352-9, 2018）。论文的合作者为付健副教授和祁核博士。


NN 是一种备受关注的无铅反铁电材料，然而该陶瓷材料中的反铁电相的稳定性差，和具有正交结构的铁电相具有相似的自由能而常常在室温下共存，使其反铁电性在电场周期中难以重复利用。如何有效稳定 NN 基无铅陶瓷中的反铁电相结构，并深入理解其电致应变特性及其结构机理已成为了该领域的一个研究热点。
该研究团队采用传统固相合成技术，通过掺杂具有不同半径的钡、钙离子（锆酸盐），制备出稳定可调的无铅反铁电陶瓷材料，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。该研究有望推动了无铅反铁电材料领域的研究，并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。（祁核 周慧 合肥晚报 ZAKER 合肥 见习记者 唐萌）