统领半世纪的锆钛酸铅陶瓷将有替代品。

    从西安交通大学了解到，该校多学科材料研究中心研制成功了一种对环境无害的无铅压电材料——锆钛酸钡钙，其压电性能超越了全球使用了长达半个世纪的压电材料锆钛酸铅（PZT）陶瓷。

    西安交通大学多学科材料研究中心科研小组成员刘文凤博士告诉记者，锆钛酸钡钙以二氧化锆、碳酸钡、碳酸钙和二氧化钛为原料，采用陶瓷固相烧结法生产而成。“这是50多年来无铅压电材料性能的首次突破。更重要的是，我们创新性地提出了基于三重临界点的准同型相界的理论。该理论表明，大压电性能与铅没有必要联系，这对今后开发更多更好的无铅压电材料开创了一条新思路，有望引发工业界从依赖锆钛酸铅转向无铅压电材料的变革。”

    据了解，以往的无铅压电材料压电性能和锆钛酸铅相距甚远，压电性能仅为锆钛酸铅的1/10至1/2。西安交通大学多学科材料研究中心主任、金属材料强度国家重点实验室首席科学家任晓兵率领的研究小组历时3年研究成功锆钛酸钡钙。这种全新的无铅压电材料具有惊人的压电性能，压电系数高达620皮库仑/牛顿，首次超过了锆钛酸铅250～590皮库仑/牛顿的压电性能。这种新材料目前还处于实验室阶段，预计5～10年后有望广泛应用于工业和家电领域。

    据了解，压电材料是一类广泛使用的重要功能材料，主要应用于移动电话、打火机、电视、电脑、汽车、医用核磁共振诊断、舰船声纳等领域传感器、驱动器的能量转换。上世纪50年代发现的锆钛酸铅至今一直统治了绝大部分压电材料的应用。然而，这类含铅产品会对人体产生危害，目前许多国家已经通过立法禁止铅的使用，因此开发一种能够替代锆钛酸铅的无铅压电材料已成为全球研究热点和难点。