湖北大学郭金明Nat Commun：纳米压痕揭示氧空位对无铅压电陶的强韧化作用

本文研究了氧空位对铌酸钾钠（KNN）基压电陶瓷力学性能的影响。研究背景指出，KNN基压电陶瓷因其优异的机电转换性能和环境友好性在多个领域有重要应用，但其固有的脆性问题限制了其可靠性和使用寿命。研究目的是通过引入氧空位调控位错行为，实现陶瓷的强韧化。研究结果表明，氧空位显著降低了KNN基陶瓷中位错成核与激活所需的能量势垒，同时提高了其抗蠕变性能和纳米压痕硬度。此外，氧空位引入后还降低了介电损耗，提高了机械品质因数，实现了力-电协同优化。结论表明，该研究为设计具备高韧性和高压电性能的先进压电材料提供了新路径，并有望推广至其他功能陶瓷材料。