迄今为止,压电材料使用钛氧锆铅(PZT),而此次开发的材料不含铅成分,可实现高性能,对环境无害的传感器及换能器制造。这种钛氧钡系列的压电材料,是日本物质材料研究机构的研究人员任晓兵开发出的。压电材料具有增加电压产生伸缩、增加压力产生电压的特性,广泛应用于电能与机械能互相转换的换能器制造,是蜂鸣器、喷墨印刷机等不可缺少的材料。
压电材料利用正离子与负离子的中心移动这一性质,增加电场,使离子轻微移动。但在原理上,最大只能移动0.01%距离。此次研究小组利用新原理开发的压电材料正离子与负离子中心移动时产生的偶极矩电极化的区域,在增加电场之后沿电压方向一齐发生变化,实现了可逆性的巨大电致伸缩效应。在理论上可实现最大5%的移动。
该材料应用于超声成像(特别是医用超声成像)、声纳、微驱动器等器件可使其性能有重大提高。