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50年來被廣泛運(yùn)用的傳統(tǒng)含鉛壓電材料或?qū)⒈粺o鉛壓電材料取代。歷時兩年多的深入研究，西安交通大學(xué)多學(xué)科材料研究中心主任、金屬材料強(qiáng)度國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室首席科學(xué)家任曉兵教授提出了“基于三重臨界點(diǎn)的準(zhǔn)同型相界”新理論。今天，任曉兵在他的實(shí)驗(yàn)室里向記者展示了根據(jù)這一理論設(shè)計開發(fā)、新的無鉛壓電材料—— 鋯鈦酸鋇鈣。研究結(jié)果顯示，鋯鈦酸鋇鈣具有令人驚異的壓電性能，壓電系數(shù)高達(dá)620皮庫侖/牛頓，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過鋯鈦酸鉛的性能(250—590皮庫侖/牛頓)。 壓電材料是一類廣泛使用的重要的功能材料，它能在施加電場時產(chǎn)生伸縮變形，相反在施加壓力時產(chǎn)生電壓，具有電能與機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化的換能功能。這類材料的代表就是上世紀(jì)50年代發(fā)現(xiàn)的鋯鈦酸鉛，它在半個世紀(jì)以來統(tǒng)治了絕大部分壓電材料的應(yīng)用。無論家用電器，還是工業(yè)產(chǎn)品，處處都可看到鋯鈦酸鉛的影子。在如此廣泛的產(chǎn)品中使用有對人體有害的含鉛產(chǎn)品，開發(fā)一種能夠替代鋯鈦酸鉛的無鉛壓電材料，成為全球壓電材料研究的一個熱點(diǎn)。然而，以往研究獲得的無鉛壓電材料在壓電性能方面僅為鋯鈦酸鉛的1/10至1/2，這一困難使得對人體和環(huán)境有害的鋯鈦酸鉛長期以來無法被替代，并且在很大范圍形成了有害元素鉛是產(chǎn)生大壓電性能的必要條件這一錯覺。 任曉兵教授提出的新理論表明，大壓電性能與鉛并無必然聯(lián)系，鋯鈦酸鉛只是滿足了該理論的要求的一個體系，所有滿足該理論要求的體系都可以產(chǎn)生大的壓電性。根據(jù)這一理論，科研人員設(shè)計開發(fā)了一種新的無鉛壓電材料——鋯鈦酸鋇鈣。這是50多年來無鉛壓電材料的性能首次超越壓電材料的經(jīng)典體系——鋯鈦酸鉛。這項(xiàng)成果對無鉛壓電材料的研究開發(fā)具有重要意義，不僅研發(fā)出一種可以和鋯鈦酸鉛相媲美、對環(huán)境無害的壓電材料，更重要的是指出了開發(fā)大壓電性能材料的新方法。專家預(yù)計，該方法可望導(dǎo)致今后出現(xiàn)更多更好的無鉛壓電材料，從而引發(fā)長期依賴鋯鈦酸鉛的工業(yè)界向無鉛壓電材料的變革。 中國經(jīng)濟(jì)網(wǎng) |
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壓電材料是一類廣泛使用的重要的功能材料，它能在施加電場時產(chǎn)生伸縮變形，相反在施加壓力時產(chǎn)生電壓，具有電能與機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化的換能功能。這類材料的代表就是上世紀(jì)50年代發(fā)現(xiàn)的鋯鈦酸鉛，它在半個世紀(jì)以來統(tǒng)治了絕大部分壓電材料的應(yīng)用。無論家用電器，還是工業(yè)產(chǎn)品，處處都可看到鋯鈦酸鉛的影子。比如手機(jī)、打火機(jī)、煤氣灶、電視、電腦、汽車、醫(yī)用核磁共振診斷、艦船聲納等。 有專家透露，長期以來，90%以上的壓電材料都含有鉛，在如此廣泛的產(chǎn)品中使用有對人體有害的含鉛產(chǎn)品，由此而造成環(huán)境的大范圍污染。開發(fā)一種能夠替代鋯鈦酸鉛的無鉛壓電材料，成為全球壓電材料研究的一個熱點(diǎn)。 |
| 原來打火機(jī)也有毒。 |
