西安交通大学的一个科学研究小组11月27日对外宣布了一项最新研究成果：制造出一种对环境无害的无铅压电材料——锆钛酸钡钙，其压电性能超越了全世界使用了长达半个世纪、但对人体和环境有害的核心压电材料——锆钛酸铅（PZT）陶瓷。

西安交通大学多学科材料研究中心主任任晓兵在新闻发布会上说，压电材料是一类广泛使用的重要的功能材料，主要应用于移动电话、打火机、电视、电脑、汽车、医用核磁共振诊断、舰船声纳等。上世纪50年代发现的锆钛酸铅，它在半个世纪以来占据了绝大部分压电材料的应用。

目前全球范围内许多国家已经通过立法禁止铅的使用。然而，对于尚无优越的替代压电材料出现之前，人们只好对锆钛酸铅的使用网开一面。

任晓兵说，以往的无铅压电材料在压电性能方面和锆钛酸铅相距甚远，压电性能仅为锆钛酸铅的1/10至1/2。“根据我们的研究，压电材料的高性能与铅无关，锆钛酸铅只是满足了新理论要求的一个体系，所有满足新理论要求的体系都可以产生大的压电性。”

这个新理论是任晓兵提出的一个形成大压电效应的理论。基于这个理论，科研小组设计开发了一种新的无铅压电材料――锆钛酸钡钙，其压电系数高达620皮库仑／牛顿，超过了锆钛酸铅的性能。

科研小组成员、西安交通大学博士刘文凤说，这是50多年来无铅压电材料的性能首次超越压电材料的经典体系。这项成果的论文已通过国际物理学界权威杂志——美国《物理评论快报》的专家评议，并将于12月刊出。

专家认为，这项成果不仅研发出一种可以和锆钛酸铅相媲美的对环境无害的压电材料，更重要的是指出了开发大压电性能材料的新方法。这可望导致今后出现更多更好的无铅压电材料，从而引发长期使用有害的锆钛酸铅的工业界向无铅压电材料的变革。