近日,伟德网站是多少翟繼衛教授課題組在國際材料科學領域頂尖期刊Materials Science and Engineering: R: Reports(IF=24.48,5年影響因子30.40,年發表文章僅13篇)發表題為“Progress in high-strain perovskite piezoelectric ceramics”的綜述性論文。論文第一作者為郝繼功博士,通訊作者為翟繼衛教授與美國伊利諾伊大學香槟分校的Haydn Chen教授。論文鍊接:https://doi.org/10.1016/j.mser.2018.08.001。
鈣钛礦結構的壓電陶瓷材料在其相界處表現出巨大電緻應變響應,使得這類材料在高精度定位設備中有着廣泛應用。然而,目前真正得到實用化更多的是鉛基材料,随着環境保護和人類可持續發展的迫切需要,以及各國家一系列禁止在電子器件中使用有毒元素鉛的法律法規的頒布,制備具有可與鉛基壓電材料相媲美的高電緻應變無鉛材料體系成為近年來的研究熱點。
鑒于此,該論文除對目前已經實用化的高應變鉛基鈣钛礦壓電陶瓷材料進行歸納總結外,把更多的探讨重點放在了三類有前途的無鉛鈣钛礦壓電陶瓷材料體系上(钛酸铋鈉系、铌酸鹽系以及钛酸鋇系),分别從相界設計、顯微形貌調控以及疇結構調控等角度闡述應變性能優化及其物理機制,并歸納總結了鈣钛礦型壓電陶瓷材料的結構與性能的關聯,探讨了高電緻應變起源機理。此外,該論文從實用化角度出發,總結了高電緻應變壓電陶瓷材料的可靠性因素(包括疲勞特性、高溫穩定性以及時間穩定性),并探讨了其潛在領域(主要包括儲能、熱釋電探測、緻冷以及光緻發光)的應用性能。最後,該論文提出了高電緻應變鈣钛礦型壓電陶瓷材料在實現全面實用化道路上仍需解決的關鍵科學問題以及面臨的挑戰,并針對這些挑戰,對其未來的發展方向進行了展望。