中新网广东新闻4月23日电(李怡青 蔡思岚)记者23日从广东以色列理工学院(下称“广以”)获悉，该校材料科学与工程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(d₃₃)、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d₃₃和高机械品质因数(Qₘ)，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-四方相界工程(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d₃₃和Qₘ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)