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时间:2019-03-01
《pmspnnpt压电厚膜材料性能的研究》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、山东轻工业学院硕上学位论文摘要压电厚膜材料是20世纪90年代发展起来的一种新型功能材料,它兼顾了块体材料和薄膜材料的优点,具有良好的压电、介电和热释电性能。本文综述了国内外压电材料的研究进展,对压电陶瓷的压电效应、产生机理及其主要性能参数做了简要的介绍,并对压电厚膜的制备技术及其应用做了较为详细的总结。实验采用丝网印刷的方法在A1203基板上制备出了压电性能较好的PMS.PNN.PT厚膜,厚膜的厚度在50~801am之间,主要性能参数分别为p=6.09/cm3、d33=63.5pC/N、Kt=0.52、er=143、t96=O.009、Qm=734。研究压电厚膜的烧结工艺(烧
2、结温度、保温时间、烧结气氛)对其相结构、显微形貌及电性能的影响。利用XRD和SEM分析了材料的相组成和显微结构。实验表明,在密封埋粉的PbO气氛中、烧结温度T=1040℃、保温时间t=60min时得到的PMS.PNN.PT厚膜烧结样品,具有较好的显微形貌和优良的压电性能。研究极化条件(极化场强、极化温度、极化时间)对PMS.PNN.PT压电厚膜性能的影响。实验发现,在极化场强为4.0kV/mm、极化温度为120℃、极化时间为5min时,压电厚膜综合性能良好。为了提高PT基厚膜材料的机械品质因数Qm和介电常数£r,满足大功率压电变压器的要求,在组分中同时添加少量的Pb(Mnl/
3、3Sb2/3)03和Pb(Nil/3Nb2/3)03,研究PMS删相对量的变化对PMS.PNN.PT压电厚膜显微结构和性能的影响。利用XRD和SEM分析了材料的相组成和显微结构。结果表明:样品在预烧阶段,随着PMS/PNN相对量中PMS量的增加,厚膜的二次预烧粉料中出现了少量的焦绿石相,这是由PMS结构的不稳定引起的;样品烧结以后,随着PMS/PNN中PMS含量的不断增加,样品的显微形貌发生了很大变化,电性能先变好后变差,当PMS/PNN=0.03/0.05(mol/m01)时,达到最佳值。研究Si02作为缓冲层对PMS.PNN.PT压电厚膜的显微结构及压电性能的影响。利用S
4、EM分析厚膜下电极、压电层的显微结构,并用划痕法测试有缓冲层和无缓冲层PMS.PNN.PT压电厚膜的下电极与压电层、基板之间的膜基结合力,实验发现,加Si02缓冲层的下电极层与压电层、基板的膜基结合力都远好于未加Si02缓冲层的样品,这说明Si02缓冲层有效地阻止了下电极与压电层、基板之间的相互扩散,提高了三者之间的粘结性,改善了样品的压电性能。关键词:PMS.PNN.PT;压电厚膜;制备工艺;PMS/PNN;显微形貌;缓冲层VABSTRACTPiezoelectricthickfilmisanewfunctionaltypematerialdevelepedby1990’S
5、.Ithasthemeritsboththeblockmaterialandthinfilm,withexcellentpiezoelectric,dielectricandpyroelectricproperties.Inthethesis,progressesmadeonpiezoelectricceramicswerereviewed.Thepiezoelectricproperty,principleandthemainparametersofitwereintroducedbriefly.Well,thepreparationtechnologyandtheappl
6、icationofpiezoelectricthickfilmweresummarizedindetail.Inthework,PMS-PNN-PTthickfilmwithhighpiezoelectricperformancewaspreparedonA1203boardusingScreenPrintingtechnology.Thethicknessofthepreparedwasabout50~801xm,andmainpropertiesofitwasp=6.Og/cm3d33263.5pC/N、Kt_0.52、£r=143、t96=0.009、Qm-734.Si
7、nteringprocessesincludingsinteringtemperature,heatpreservationtimeandsinteringatmosphereofpiezoelectricthickfilmaboutitsphases,microstructureandelectricityperformancewereinvestigatedandresearchedbasedonXRDandSEMtechnology.ItwasfoundthatPMS-PNN—PTthickfil
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