基于電射流的PZT厚膜制備及其性能表征.pdf

1、PZT厚膜以其驅(qū)動(dòng)力強(qiáng)、頻率范圍寬、靈敏度高、兼容性強(qiáng)等優(yōu)良性能，在航空航天、醫(yī)療診斷、電子信息等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。電射流技術(shù)作為一種微納尺度增材制造技術(shù)，是利用液態(tài)流體在電場(chǎng)力、機(jī)械力等作用下形成穩(wěn)定的精細(xì)射流和納米級(jí)液滴，實(shí)現(xiàn)材料沉積成型，具有成型精度高、可控性強(qiáng)、基底及沉積材料適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。本文構(gòu)建了壓電膜結(jié)構(gòu)極化裝置，配制了PZT復(fù)合懸浮液，進(jìn)行了硅襯底PZT厚膜的電射流沉積制備及性能研究，開展了無襯底PZT厚膜的制備及性能研

2、究。
　　首先，設(shè)計(jì)并構(gòu)建了壓電膜結(jié)構(gòu)極化裝置。構(gòu)建的極化裝置滿足了電壓、溫度、時(shí)間等關(guān)鍵參數(shù)的調(diào)節(jié)及控制要求，適用于微小尺度壓電膜結(jié)構(gòu)及壓電器件的極化處理。采用高能球磨法獲得了PZT復(fù)合懸浮液。研究了球磨時(shí)間對(duì)懸浮液物理性質(zhì)的影響，獲得了適用于電射流沉積的PZT復(fù)合懸浮液。
　　然后，進(jìn)行了硅襯底PZT厚膜的電射流沉積制備及電學(xué)性能研究。研究了PZT懸浮液配比和球磨時(shí)間對(duì)厚膜形貌的影響，利用配比為10g/10ml（表示懸浮

3、液由10g PZT粉末和10ml PZT溶膠混合而成）的PZT懸浮液經(jīng)高能球磨50h，沉積獲得了致密、無裂紋的PZT厚膜。研究了PZT厚膜的退火結(jié)晶工藝，在720℃、20min退火條件下獲得了純鈣鈦礦相的PZT厚膜。利用PZT溶膠對(duì)電射流沉積PZT厚膜進(jìn)行了逐層滲透處理，進(jìn)一步提高了厚膜的致密性，改善了其電學(xué)性能。其中，剩余極化強(qiáng)度Pr提高至原來的2.3倍，1kHz-100kHz頻率范圍內(nèi)介電常數(shù)ε提高至原來的2.4倍。
　　最后