近月，参加了两次上海东方科技论坛，一次为112期的“太阳能光伏材料与器件”，一次为114期的“铁电压电材料与器件”。设立东方科技论坛的主旨是出于北京有香山会议，上海有东方科技论坛。通过这种形式凝练科学问题，为科委决策提供咨询，为重大项目等立项制造舆论宣传。

 

    但是，个人感觉东方科技论坛的组织和大伙的积极性远远落后于香山会议，因此会议的成效也不甚理想。比如香山会议参加人员99%可做到全程参与，会上发言积极，讨论热烈，努力各表主张，深入交流。最重要的一点，每个人的发言都自觉控制时间，废话、套话较少。而东方科技论坛上，主题讨论的报告像平时学术会议，洋洋洒洒40分钟都讲不完，远远超出15分钟的安排时间，极大地挤兑掉讨论时间。本就不多的讨论时间，也被一些人冗长的废话、套话给浪费了。

 

就与我的研究工作紧密相关的铁电压电材料与器件这次论坛来讲，论坛广告所言“铁电材料已成为功能材料的一个重要分支，……铁电材料作为各种高科技领域发展中不可替代的关键材料，其在国民经济和国防建设中的重要性也越来越明显地体现出来。

新一代功能器件对铁电压电材料提出了向高性能（如高压电性能）、复杂环境（如高温、强场）下发展和使用的要求。……寻找新型高性能铁电压电材料和提高铁电压电材料的性能已成为材料工作者亟需解决的重要课题之一。

我国是铁电压电材料制备和应用大国，但不是强国，亟待建立面向高技术应用和发展的新型铁电压电材料和高性能功能器件这一规模宏大的产业。……”

 

个人也有这样的观感。我国是生产大国，起步和发展也不慢。但回头看看，我国的铁电压电材料与器件发展却真真切切落后了。日本是压电陶瓷、电子陶瓷的产业强国，我在日本工作的两年中，经常会思考为啥日本的铁电压电陶瓷产业发展这么好，产品的一致性、重复性为啥那么高等等问题，现在看来在实验室也许很难得到最后答案，这些问题与产业流程的现场控制等问题也紧密相关。希望有机会能够考察国内一些生产厂商，一起探讨这些问题。

 

即使如此，这次论坛所讲到的“高温、高频、高功率、宽带宽”铁电压电陶瓷的需求还是深深吸引了我。没有机会在论坛上表达，对我最近研读思考的两个问题发表一些学习体会或个人看法。

关于高功率：宾州大学K. Uchino教授在高功率压电陶瓷及换能器的工作方面执牛耳。董蜀湘教授讲他们是通过测量振幅这个关键参数，而他们发表的文章讲关键参数是振动速度。被俞老师点拨了一下后，我想这个问题有点像材料的频率常数与共振频率等参数的关系---压电陶瓷频率常数是材料参数，而共振频率等参数与几何参数有关。我个人的研究以材料物理和材料制备为主，所以，我现在不知道换能器设计时频率选择的具体原则，对于相同目的的器件，是不是高功率器件和低功率器件使用相同频率，如果是相同频率的话，为了提高器件功率，那就要考察振幅了。外行话，见笑了。

Uchino讲现在的高Qm商用PZT陶瓷最大振动速度是0.3m/s。他的工作表明通过合适的元素掺杂改性，振动速度可提升到1m/s水平，实用于高功率压电陶瓷变压器、驱动器等换能器件。这也许就是姚熹先生讲的Uchino已经解决了这个问题吧。

 

关于高温：在高温压电陶瓷发展过程中遇到的最大问题是，随着材料体系居里温度升高，如铋层状铁电材料、LiNbO₃等，不再具有MPB 特征，压电系数也大幅降低。根据钙钛矿结构容忍因子关系和居里温度的定量变化规律设计兼具较高居里温度(Tc~300-500^oC) 和MPB特征的铁电体是实现可能的商用高温高性能压电陶瓷材料的有效途径。虽然Bi(Me)O₃–PbTiO₃(Me=Sc³⁺，In³⁺，Yb³⁺)等体系Tc>400^oC，但它们原料昂贵、合成困难且压电性能远低于PZT压电陶瓷。因此发展基于PZT基的新型三元、四元高温压电陶瓷不仅可以发挥PZT压电陶瓷的优异压电性能，且原料便宜、合成容易。

 

    先谈这些，欢迎批评讨论。

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