湖北大学郭金明NC：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。背景方面，KNN基压电陶瓷因其优异的机电转换性能和环境友好性在传感器、执行器等领域具有广泛应用，但其固有的脆性问题严重制约了器件的可靠性和使用寿命。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，同时抑制位错过度滑移，从而实现了“先软后硬”的强化–增韧协同效应。此外，氧空位引入后不仅提升了力学性能，还保持了优异的压电性能，体现出力-电协同优化的效果。结论方面，该研究提出了新的缺陷工程思路，为设计具备“高韧性+高压电性能”的先进压电材料提供了新路径。