本报讯（记者 张倩）近日，西安交通大学电信学部电子学院、金属材料强度全国重点实验室李飞教授团队取得重大科研突破，运用机器学习辅助材料设计，成功研发压电性能媲美单晶的织构压电陶瓷。该研究成果《突破织构压电陶瓷的性能瓶颈》发表于国际顶尖学术期刊《科学》（Science）。

据了解，压电材料可实现电能与机械能相互转换，是医疗超声成像、水声声呐、精密驱动、芯片散热压电风扇等装备的核心功能材料。织构压电陶瓷兼具单晶高性能和传统陶瓷成本低、韧性强、可异形加工的优势，是行业重点研究方向，但受晶界、非织构晶粒等微观结构制约，其压电性能与单晶长期存在明显差距。

针对行业技术瓶颈，科研团队改进拓扑化学合成工艺，研制稳定性更强的新型锆基微晶模板；构建弛豫铁电陶瓷性能数据库，借助机器学习搭建性能预测模型。依托模型，发挥织构陶瓷成分灵活可调的优势，通过稀土掺杂引入极性纳米微区，研制出新型 Sm-PIN-PSN-PT 织构压电陶瓷。该材料压电系数d₃₃达1720pC/N，机电耦合系数k₃₃为0.93，机械强度等关键指标表现突出。

团队利用新材料试制矢量加速度计，器件灵敏度远超压电单晶与传统锆钛酸铅陶瓷器件，同时保留陶瓷材料稳定、抗疲劳的特性。相关学者表示，该材料有望带动医疗超声探头、高灵敏度传感器、芯片散热压电风扇等一批设备实现性能升级。