壓電致動器精度高、響應速度快，被廣泛應用于生物醫學、微電子、油氣勘探和航空航天等領域。這些壓電器件通常需要在很寬的溫度范圍內（室溫-高溫）工作，且要求其同時具有大電致應變和低應變滯后。目前應用最廣泛的壓電陶瓷主要是鉛基材料，但是由于鉛對人體和環境有危害，因此開發高性能無鉛壓電材料迫在眉睫。

鈦酸鉍鈉（Bi_0.5Na_0.5TiO₃，BNT）基壓電陶瓷具有場致應變大、居里溫度高的優點，因此成為最有潛力的候選材料之一。目前主要有兩種方法提高BNT基材料的壓電性能，一種是通過化學摻雜構筑準同型相界（MPB），降低能壘，從而促進極化反轉和延伸獲得大電致應變；另外就是通過破壞長程鐵電有序，產生弛豫態，從而獲得較低的應變滯后。盡管如此，在寬溫域內同時獲得高應變和低滯后的BNT基壓電陶瓷鮮有報道。

對此，西安交通大學婁曉杰課題組與合作者通過弛豫-鐵電相場模擬和合理成分設計，制備了0.97Bi_0.47Na_0.47Ba_0.06TiO₃-0.03K_0.47Na_0.47Li_0.06Nb_0.99Sb_0.01O_2.99（簡稱：BNBT-KNLNS3，BNBT作為基元，KNLNS鐵電相作為摻雜組元）陶瓷。該陶瓷在很寬的溫度區間（25-125 °C）具有大應變（0.32-0.51%）和低應變滯后（最低僅為~11.1%）的優異壓電性能。BNBT-KNLNS3的高性能可歸因于在電場作用下弛豫到鐵電的轉變，以及由四方相和菱形相組成的MPB的存在有效地降低了弛豫到鐵電轉變的能壘，嵌入在弛豫基體的一小部分鐵電態促進了弛豫到鐵電的可逆轉變，同時伴隨極化反轉和延伸，最終使BNBT-KNLNS3陶瓷在寬的溫度范圍下呈現出低滯后的大應變。

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