全球首创！陕西科研团队突破国产喷墨打印头核心材料研发瓶颈

6月24日，消息从西安电子科技大学传出：该校彭彪林教授团队与广州增芯科技有限公司紧密协作，研制成功12英寸锆钛酸铅压电薄膜产品。科技查新结果显示，这一成果属于全球首创。这被视为一个重要的里程碑，打破国外在此领域的技术垄断，意味着我国在喷墨打印头、智能传感器核心材料方面取得了显著进展。压电式喷墨打印头被视为喷墨打印设备的“心脏”，而压电薄膜则是驱动打印头工作的关键动力源泉。锆钛酸铅压电薄膜依靠其超高压电系数及出色的机电转换效率，能够实现墨滴的精准控制、高频稳定喷墨，同时还能保证低功耗和长寿命，是高端压电喷墨打印头不可或缺的部件。“对比氮化铝、氧化锌、压电聚合物等主流薄膜材料，锆钛酸铅薄膜的综合性能更为优越——它的压电系数可以达到传统薄膜材料的数十倍。这意味着采用这种薄膜后，喷墨打印设备的功耗会显著减少、体积也会更加紧凑。”团队科研人员刘来君谈道。锆钛酸铅压电薄膜的制作过程中，一个关键的环节是在600℃至700℃的高温下进行结晶。“实际操作中，科研人员常常碰到一个难题——薄膜厚度增加时，应力会持续累积，当薄膜从高温冷却到室温，整片材料会像碎瓷一样瞬间碎裂，造成整批材料作废。”彭彪林指出，团队经过反复试验，自主研发出一种特殊的低温超活性胶体制备工艺，将薄膜的结晶温度降到350℃左右，成功克服了这一挑战。新研发的12英寸锆钛酸铅压电薄膜，通过各种专业检测，各项性能均达到了国际高端器件应用的标准。薄膜的晶格有序度高、结晶质量好，漏电流控制得当，压电响应能力强，完全可以满足高速、高色彩精度、高可靠性工业级喷墨打印头的使用需求。彭彪林认为，锆钛酸铅压电薄膜作为功能核心材料，具有万亿级的市场潜力，除喷墨打印头外，还可广泛用于微型扬声器、超声成像设备等，为医疗康养、消费电子等行业向微型化、高精度方向发展提供技术支持。