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1、第26卷第5期无机材料学报Vol.26No.52011年5月JournalofInorganicMaterialsMay,2011文章编号:1000-324X(2011)05-0495-04DOI:10.3724/SP.J.1077.2011.00495三维PZT木堆结构的直写成型1121蔡坤鹏,孙竞博,李勃,周济(1.清华大学材料科学与工程系,新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室,北京100084;2.清华大学深圳研究生院新材料研究所,深圳518055)摘要:配制了一种水基锆钛酸铅(PZT)陶瓷浆料,通过直写无模成型的方法制备了直径为微米级的压电木堆结构.流变学测量表明,浆料属
2、于剪切变稀型流体;微观形貌观察和密度测量表明,烧结后的样品已经成瓷,且具有较高的致密度;X射线衍射(XRD)的测试结果表明,烧结后的样品具有三方PbZr0.58Ti0.42O3相;压电常数测试结果显示该结构有较好压电性,且压电常数d33为410pC/N.无模成型技术具有结构可设计性强,成型速度快,成型精度高等优点,为压电材料和器件的设计和应用提供了新的思路.关键词:直写无模成型;PZT;浆料制备;压电性能中图分类号:TB321文献标识码:ADirectWriteAssemblyofThree-dimensionalPZTWoodpileStructure1121CAIKun-
3、Peng,SUNJing-Bo,LIBo,ZHOUJi(1.StateKeyLaboratoryofNewCeramicsandFineProcessing,DepartmentofMaterialsScienceandEngineering,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China;2.ResearchInstituteforAdvancedMaterials,GraduateSchoolatShenzhen,TsinghuaUni-versity,Shenzhen518055,China)Abstract:Anovelkindofwat
4、erbasedleadzirconatetitanate(PZT)inkwasdeveloped.Woodpilestructureswithdiameterofmicrometerscalewereconstructedfromthisinkbyusingdirectwriteassemblytechnique.Accordingtotherheologicaltest,theinkshowsshear-thinningbehavior.Micro-morphologyanddensitytestresultsshowthatthesinteredsampleshavefo
5、rmedceramicswithhighrelativedensity.MeasurementofX-raydiffraction(XRD)showsthatthemainphaseofsinteredsamplesisrhombohedralPbZr0.58Ti0.42O3.Thevalueofpiezoelectricconstantd33ismeas-uredtobe410pC/N,whichshowsthatthesinteredsamplesexhibitgoodpiezoelectricproperty.Thedirectwriteas-semblytechniq
6、uehasmeritsofgooddesignability,rapidformingcapabilityandhighprecisionprototyping,whichprovidenewideasandmethodsforthedesignandapplicationofpiezoelectricmaterialsanddevices.Keywords:directwrite;PZT;inkpreparation;piezoelectricproperty无模成型技术是一种无需任何模具辅助的成型精细结构.利用浆料直写无模成型技术制备的结构,[1][5-6]技术,它包括激
7、光选区烧结成型技术、片层叠加成可用于实现和构建生物组织工程支架、微流体网[2][3][7-8][9][10]型技术、喷射打印成型技术、浆料直写无模成络器件、光子带隙材料和流动电子学器件[4]型技术等.无模成型技术具有简化材料制备工艺、等,是一种正在兴起的无模成型技术.实现结构快速成型、提高结构和尺寸的可设计性等高性能浆料的制备是浆料直写无模成型技术的优点.因而,它在二维、三维复杂精细结构的制备上关键,它应满足便于配制、易于挤出、挤出后能迅[11]具有广阔的应用前景.其中,浆料直写无模成型技速成型、成型后
