北科大张波平团队一步烧结新工艺 突破无铅 BF-BT 压电陶瓷瓶颈

北京科技大学张波平（Bo-Ping Zhang）教授团队在无铅压电陶瓷取得突破，推出一步烧结新工艺，应用于 BiFeO3-BaTiO3（BF-BT）体系，克服该材料长期实用化障碍，实现"超高压电性能、改进的稳定性与可重复性"。压电材料可将机械应力与电荷互转，广泛用于传感器、致动器与精密位移设备。传统 Pb(Zr,Ti)O3（PZT）含铅，限于环保要求需被替代。BF-BT 因高居里温度与稳健铁电性受关注，但 BiFeO3 在约 447°C 至 767°C 热力学不稳定，常规多步固相烧结易生成非铁电次生相，伴随铋挥发与氧空位，损害电性能与可靠性。新工艺绕过这一关键温窗，实现稳定一步烧结，可量产化前景明显增强。研究为高温压电器件（含航空、能源、精密制造）打开新材料窗口，亦减少对含铅化合物依赖，符合环保压电材料的全球研发主线。