压电材料在电场作用下发生形变（即电致应变），使其在位移控制方面极具价值。特别是，具有大应变输出、最小滞后和宽工作温度范围的压电陶瓷对于高精度控制应用至关重要。遗憾的是，同时实现这三项优点，尤其是在无铅压电陶瓷中，是一项艰巨的挑战。滞后现象源于耗时较长的非180°铁电畴转换，而应变输出和工作温度则依赖于材料的相结构。为了解决这些问题，研究者们提出了多种策略，包括弛豫材料、形态弛豫边界、缺陷工程和铁电玻璃。然而，这些方法通常只能优化两项优点，许多方法仅实现了一项（例如，Science 2022, 378, 1125）。因此，同时实现所有三项优点仍然是无铅压电陶瓷研究中最主要的挑战之一。

近日，西安交大材料学院材料强度组武海军教授与四川大学研究团队在铌酸钾钠(KNN)基压电陶瓷中提出了一种新型策略，通过开发改进的类似回入型钾KNN无铅弛豫材料（见图）同时实现三项优点。通过精细的相工程、周到的成分设计和精确的晶粒形态控制，我们有效消除了多晶型相变（PPT）特性，成功创建了改进的类似回入型KNN基弛豫材料。综合局部-介观-宏观多尺度结构分析揭示了显著局部无序、纳米级多相共存和超细晶粒的存在（见图），这抑制了非180°畴并促进了极化旋转。因此，实现了大应变（约0.19%）、极低滞后（