壓電材料是一種具有電能和機械能相互轉換的功能材料。壓電陶瓷由于同時具有正壓電效應（即壓電陶瓷在受到外力作用時會在表面産生電荷）和逆壓電效應（即壓電陶瓷在外電場作用下會産生形變）而被廣泛應用于換能器、傳感器、驅動器和能量收集器等電子器件中。壓電材料的應用遍及當今社會日常生活的每個角落，人們幾乎每天都有可能涉及到壓電材料的應用。例如:日常生活中當你在點燃香煙、煤氣竈或者熱水器時，就有一種壓電陶瓷已悄悄地為你服務了。壓電陶瓷不僅在工業和民用産品上用途廣泛，在軍事上也有大量的應用。在過去幾十年中，鉛基壓電材料由于其優異的壓電性能占據着市場的主要份額，為了保護環境及促進人類的可持續發展，2001年歐洲議會通過了關于“電器和電子設備中限制有害物質”的法令，緊随其後美國和衆多亞洲國家也制定了相應的法律法規來限制有毒有害物質在電子器件中的使用，其中被限制使用的物質中就包括壓電陶瓷中大量使用的鉛元素。因此，探索具有高性能的無鉛壓電材料成為該領域迫切需要解決的課題。

伟德网站是多少翟繼衛教授課題組長期緻力于無鉛壓電材料的研究，近期該課題組與澳大利亞卧龍崗大學張樹君教授合作，通過采用織構化工藝以及對铌酸鉀鈉（KNN）基壓電陶瓷成分的設計和燒結工藝的優化制備出具有高織構度的KNN基壓電陶瓷，其壓電系數d₃₃高達~700 pC/N,機電耦合系數k_p為76%，電緻應變量~0.3%，同時該材料具有高的居裡溫度和相對優異的電/熱性能穩定性。該研究發現高的壓電性能主要來源于三個方面：（Ⅰ）充分利用壓電晶體的各向異性設計了具有<001>取向的正交（O）和菱方（R）相共存的晶體結構，該結構具有最合适的工程疇結構，即較多的能量等價的極化矢量（P_s）數以及極化矢量和外電場方向較小的夾角θ。（Ⅱ）織構陶瓷在外電壓作用下産生的高的晶格畸變是壓電性能提高的本征貢獻。另外，極化過程中産生的新的中間相有利于極化過程的實現。（Ⅲ）TEM和PFM表征的結果發現織構陶瓷中由于模闆晶粒的引入導緻的電疇尺寸的減小（納米疇）有利于疇壁在外電場作用下的移動。

該項研究工作得到國家自然科學基金重點項目“鈣钛礦結構無鉛壓電陶瓷的性能優化與可控制備研究”等（51772211, 51332003和51372171）的資助。論文發表于（Adv. Mater.，DOI: 10.1002/adma.201705171），材料學院2016級博士研究生李朋為第一作者，材料學院翟繼衛教授，沈波副教授和澳大利亞卧龍崗大學張樹君教授為論文的共同通訊作者。