实验室研究团队在无铅压电陶瓷领域取得进展
压电驱动器凭借其快速响应和高精度位移特性，在全球驱动器市场中占据重要地位。其性能的关键因素之一是压电材料的电致应变优值。长期以来，压电陶瓷材料的电致应变普遍低于1%。2022年，研究人员发现了一种经过特殊缺陷调控的铌酸钾钠（KNN）基陶瓷，其室温电致应变高达1.04%。此后，无铅压电陶瓷的高电致应变成为学界关注的焦点。近年来，具有非对称电致应变响应的无铅压电陶瓷不断刷新电致应变记录，其背后的物理机制成为当前...
实验室研究团队在无铅压电陶瓷领域取得进展
压电驱动器凭借其快速响应和高精度位移特性，在全球驱动器市场中占据重要地位。其性能的关键因素之一是压电材料的电致应变优值。长期以来，压电陶瓷材料的电致应变普遍低于1%。2022年，研究人员发现了一种经过特殊缺陷调控的铌酸钾钠（KNN）基陶瓷，其室温电致应变高达1.04%。此后，无铅压电陶瓷的高电致应变成为学界关注的焦点。近年来，具有非对称电致应变响应的无铅压电陶瓷不断刷新电致应变记录，其背后的物理机制成为当前...吕瑞涛课题组在二维半导体材料与器件太空环境适应性研究方面取得进展
随着人类对太空探索的不断深入，卫星技术在通信、导航、气象监测等领域发挥着日益重要的作用。然而，太空环境的极端条件，如辐射、微重力和高/低温等，对卫星核心电子器件的性能提出了严峻挑战。其中，传统的硅基晶体管由于短沟道效应和表面粗糙导致的载流子散射问题，逐渐接近其理论极限。二维过渡金属硫族化合物作为有望超越硅基技术极限的新一代半导体材料受到学术界和产业界高度重视，但其空间环境稳定性长期缺乏实证研究。...董岩皓助理教授合作报道富锂岩盐-聚阴离子集成正极
高性能陶瓷正极是锂离子电池的核心组成部分。未来锂电技术的可持续、高质量发展对正极材料提出了更高的要求，需要进一步提升其容量与能量密度，同时去除镍、钴等低丰度过渡金属元素。不含镍钴的富锂无序岩盐正极因其容量高、成分设计相空间大等优势，近年来受到了广泛关注。然而富锂无序岩盐正极面临着循环稳定性差的瓶颈难题，在高电压下的失氧问题亟待解决。以磷酸铁锂为代表的聚阴离子正极具有优异的结构和电化学稳定性，是...王秀梅团队和北京清华长庚医院潘勇卫团队联合开发空间约束神经套管有效减轻残端神经瘤疼痛
周围神经瘤是世界性的医学难题，通常导致持续的机械性异常疼痛，目前临床上仍缺乏理想的治疗方案。神经套管在治疗残端神经瘤方面显示出一定疗效，但由于无法有效管理神经残端接口的有序终止，疼痛复发仍较常见。因此，迫切需要开发更有效的策略以解决这一难题。近日，清华大学新型陶瓷材料全国重点实验室王秀梅团队和北京清华长庚医院骨科与运动医学中心潘勇卫团队提出了一种新型的空间约束策略，为临床神经残端瘤疼痛患者提供...杨金龙教授课题组采用泡沫前驱体制备高性能陶瓷的新工艺（FPC）研究成果获美国陶瓷学报“Editor’s Choice”奖
控制制备工艺对于确保陶瓷的质量至关重要。以往对陶瓷工艺的研究主要集中在粉末合成、成型或烧结等某一环节上。近期，清华大学新型陶瓷材料全国重点实验室杨金龙教授课题组提出了一种泡沫前驱体制备高性能陶瓷的新工艺（Foam Precursor Ceramics, 简称FPC），以实现颗粒重排、组装和烧结，并且发现该方法对陶瓷微观结构和力学性能有着显著影响。这是近三十年以来结构陶瓷最重要的创新。泡沫前驱体制备高性能陶瓷的新工艺(FPC)工...林元华团队合作发文阐释高熵氧化物的研究进展
高熵氧化物以其独特的结构特征为灵活和精确的结构控制提供了机会，从而促进了广泛的结构-性能调控。自2015年在氧化物研究中引入高熵设计的概念后，高熵氧化物在多个领域被广泛地研究，涵盖热电、介电、催化、锂电池、磁电等，展现了其在材料结构设计和性能调控方面的潜力。近期，结合团队在该领域的研究成果，清华大学新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室教授林元华等人系统总结了高熵的定义、概念和效应，讨论了高熵氧化物在合成...马静课题组合作在氧化铪基外延铁电薄膜领域取得新进展
氧化铪基薄膜因其优异的亚纳米级铁电性能及与硅基半导体工艺的良好兼容性正逐渐成为下一代信息存储器件的关键功能材料。目前研究人员已经对其正交铁电相（Pca21）开展了大量的理论与实验研究，以提升和优化其铁电稳定性与耐久性。由于氧化铪基菱方相能量较高难以被稳定，相关研究较少，同时菱方铁电相与正交铁电相之间的联系也尚未明确。近日，清华大学新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室马静课题组与中国科学院物理所/中国科学...沈洋课题组在高温储能聚合物电介质研究领域取得进展
聚合物电介质在电磁弹射系统的储能模块、新能源汽车和风/光发电设施的逆变器中发挥着不可替代的作用。当下，研究人员已经对其介电常数和击穿场强的提升进行了深入研究，以优化其在高温下的放电能量密度。小分子是一类前景广阔的填料，具有与聚合物相容性好、化学结构易于调整等优势，常用于提升聚合物电介质的储能性能，但过量的小分子掺杂会降低聚合物基体的结构热稳定性，这将其最佳掺杂量限制在~1wt%。 近日，清华大学新...林元华团队合作在熵工程解耦钙钛矿热电材料电声输运方面取得进展
热电材料能够实现电能和热能之间的直接相互转换，受到广泛关注。若要实现高的热电优值zT，则需要同时实现材料的高电导率、高塞贝克系数和低热导率，但是热电输运参数间的相互耦合，特别是载流子输运和声子输运间的强耦合关系，使得参数的同步优化受到挑战，制约了热电性能的提升。氧化物热电材料因其高稳定性、高元素丰度的优势在热电材料中具有重要地位，其中n型氧化物钛酸锶基（SrTiO3）材料具有较优的电学性能，但是热导率较...董岩皓课题组合作提出碳化硅气凝胶自蔓延制备新方法
碳化硅是一种典型的非氧化物高技术陶瓷，碳化硅陶瓷产业的发展依赖于高端碳化硅粉体原料与产品的研发与规模生产。碳化硅气凝胶是一种优异的高温热防护材料，以其高熔点、超轻密度、极低热导率和卓越的热机械性能，受到了全球科研人员的关注。目前，已报道的碳化硅气凝胶合成技术包括溶胶凝胶法、碳热还原法、脉冲激光沉积法、化学气相沉积法、冷冻成型法、3D打印技术等。基于这些技术，研究人员能够制备出具有多尺度可调控微结...
