pmspnnpzt压电厚膜材料的制备及性能研究

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1、山东轻工业学院硕上学位论文摘要PzT压电厚膜材料具有良好的压电性能，它兼顾了块体材料和薄膜的优点。本文采用丝网印刷的方法在Al。O。基板上制各了PMS—PNN—PZT四元系压电厚膜陶瓷材料。研究了压电厚膜的烧结温度、保温时间、烧结气氛对其压电、介电等性能以及显微结构的影响。用XRD和SEM分析材料的相组成、厚膜定位及显微结构，结果表明，在密封埋粉的PbO气氛中，烧结温度1060℃，保温时间80min，制得一种性能良好的压电厚膜陶瓷材料。其中，该压电厚膜压电常数d。。为160pC／N，相对介电常数￡，为1112，机械品质因数Qm为1250，机电耦合系数Kp为

2、O．52。研究了组成对PMS—PNN—PZT压电厚膜性能的影响，结果表明，样品Q。随着PMS的增加而增大；加入少量PNN组分，即可达到显著提高材料e。。／￡。的目的。探讨了极化条件(极化场强、极化温度、极化时间)对PMS—PNN—PZT压电厚膜性能的影响，在极化场强为4kv／姗，极化温度为130℃，极化时间为25min，得到综合性能良好的压电厚膜。选择Ce、Mn、Sr为掺杂元素，对不同掺杂比例对压电厚膜性能的影响进行了讨论。掺适量的Ce可以提高d。。、￡，；适量的Mn掺杂，可以使样品的Qm提高；少量Sr掺杂可以提高样品的d。。、K。和Q。。讨论了目前制造P

3、ZT压电厚膜所存在的基板与厚膜之间的高温扩散的共性问题。探讨了SiO：作为缓冲层对PMS—PNN—PzT压电厚膜的压电性能以及显微结构的影响。用XRD和SEM分析材料的相组成、厚膜定位及压电层的显微结构，结果表明，缓冲层有效地阻止了三者之间的相互扩散，样品的d。。、￡，等都有所提高，所制得的压电厚膜压电常数d。。为190pC／N，相对介电常数e。为1210，机械品质因数Q。为1330，机电耦合系数K。为O．54。实验表明，丝网印刷用厚膜浆料分散剂的应用改善了厚膜浆料的分散性和均匀性。适当时间的超声分散可以有效地减少浆料的团聚现象，从而改善了厚膜浆料的分散性

4、和均匀性。适当增加丝网印刷的次数，可以减少气孔的生成，从而提高样品的性能。用等静压的方法对压电厚膜进行压力处理，提高了其烧结致密性，从而使样品的压电常数提高。关键词：PMS—PNN—PzT；压电厚膜；制备工艺；掺杂；高温扩散；缓冲层V摘要ABSTRACTPZTpiezoelectricthickfilmwitheminempropenies，eitherhast11emedtsoft11eblockmaterialorthatof“nfilm．PMS．PNN．PZTpiezoelectricthickfilmcer2u[IlicmaterialwaSpre

5、paredonA1203substratebyscreenprimingmethod．E疵ctsofsinteringteInperature，soakingtimeaIldsinteringatmosphereonpiezoelectricanddielectricpropertiesaIldmicrostructureofpiezoelectricthickfilmwaS咖died．Phases，mickfilmorientationandmicrostmc仙汜wereaIlalysedbVXRDalldSEM，Theresultsshowthatpi

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7、ctsofthecompositionstoperf．o肌ancesofthePMS．PNN．PZTpiezoelectricthickfilmwerestudied，Theresultsshownthat，Qmofthes锄plew嬲incre2LsedalongwiththecomentofthePMS，￡33／￡oofthes锄plewasincreaSedrem冰ablybyaddingaf．ewPNNcomponent．Effectsofthepol撕zedconditions(pol撕zedfieldintensi吼polarizedtempe

8、rature，pol撕zedtime)toperfomanceso