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新華網2009年11月28日11:46
新華網西安11月28日電（記者許祖華、馮國）西安交通大學的一個科學研究小組27日對外宣布了一項最新研究成果：製造出一種對環境無害的無鉛壓電材料——鋯鈦酸鋇鈣，其壓電性能超越了全世界使用了長達半個世紀、但對人體和環境有害的核心壓電材料——鋯鈦酸鉛（ＰＺＴ）陶瓷。
西安交通大學多學科材料研究中心主任任曉兵在新聞發布會上說，壓電材料是一類廣泛使用的重要的功能材料，主要應用於行動電話、打火機、電視、電腦、汽車、醫用核磁共振診斷、艦船聲納等。上世紀50年代發現的鋯鈦酸鉛，它在半個世紀以來佔據了絕大部分壓電材料的應用。
目前全球範圍內許多國家已經通過立法禁止鉛的使用。然而，對於尚無優越的替代壓電材料出現之前，人們只好對鋯鈦酸鉛的使用網開一面。
任曉兵說，以往的無鉛壓電材料在壓電性能方面和鋯鈦酸鉛相距甚遠，壓電性能僅為鋯鈦酸鉛的1／10至1／2。「根據我們的研究，壓電材料的高性能與鉛無關，鋯鈦酸鉛只是滿足了新理論要求的一個體系，所有滿足新理論要求的體系都可以產生大的壓電性。」
這個新理論是任曉兵提出的一個形成大壓電效應的理論。基於這個理論，科研小組設計開發了一種新的無鉛壓電材料――鋯鈦酸鋇鈣，其壓電係數高達620皮庫侖／牛頓，超過了鋯鈦酸鉛的性能。
科研小組成員、西安交通大學博士劉文鳳說，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典體系。這項成果的論文已通過國際物理學界權威雜誌——美國《物理學評論快報》的專家評議，並將於12月刊出。
專家認為，這項成果不僅研發出一種可以和鋯鈦酸鉛相媲美的對環境無害的壓電材料，更重要的是指出了開發大壓電性能材料的新方法。這可望導致今後出現更多更好的無鉛壓電材料，從而引發長期使用有害的鋯鈦酸鉛的工業界向無鉛壓電材料的變革。
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