钛酸铋钠钾压电厚膜的制备与性能研究

来源 :华中科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xblxr
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
厚度为10-100μm的压电厚膜兼具陶瓷与薄膜的优点,随着电子元器件向小型、高灵敏、集成、多功能方向发展,压电厚膜及器件成为国内外研究热点。本文采用丝网印刷法制备出高致密钛酸铋钠钾无铅压电厚膜,并研究了厚膜微结构和性能。采用双层印刷法在Al2O3衬底上制备了厚度约为8μm的Pt底电极,研究表明第一层和第二层分别在600℃和1200℃下烧结,Pt电极具有最大表面覆盖率和最小表面电阻,其方阻为0.044Ω/ ,平均粗糙度为0.6μm;采用传统固相法制备(Na0.82K0.18)0.5Bi0.5TiO3(NKBT)陶瓷粉体,以5wt.%的乙基纤维素溶入到松油醇中配制粘合剂溶液,加入2wt.%的二乙二醇丁醚醋酸酯作分散剂,1wt.%的邻苯二甲酸二丁酯和聚乙二醇作增塑剂,将NKBT粉体与粘合剂溶液按3:1的质量比混合碾磨,得到30℃时18-1s剪切速率下粘度为20-80Pa.s的厚膜浆料。通过在NKBT中掺入La2O3和MnO2进行材料的A位和B位掺杂改性,在厚膜浆料中加入低熔点氧化物0.6Bi2O3-0.4Li2O后实现NKBT厚膜的低温烧结。结果表明适量的MnO2掺杂NKBT厚膜晶粒明显长大、尺寸更均匀,致密度提高,四方相含量增加,掺MnO2量为1.0 mol%厚度约为40μm的NKBT厚膜介电常数为735,损耗为2.2%(10kHz),纵向压电系数d33为88pC/N,剩余极化强度为28.5μC/cm2,矫顽场强为54kV/cm,室温热释电系数为3.8×10-4 C/m2℃;La2O3的掺入使NKBT厚膜晶粒细化,四方相含量增加,反铁电相含量增加,最佳烧结温度升高。掺La2O3后NKBT厚膜的室温介电常数增大,最大介电常数εmax随掺杂量的增加而降低,介电峰呈现更加宽化的趋势。掺La2O3量为1.0mol%时,NKBT厚膜具有最小漏电流密度为1.56×10-9A/cm(2外加电场为100kV/cm),压电系数d33达到最大值87pC/N,掺La2O3量为0.5mol%的NKBT厚膜具有最大剩余极化强度为19.3μC/cm2;掺入3wt.%的0.6Bi2O3-0.4Li2O的NKBT厚膜在1000℃下烧结后相对密度可达到95.54%,剩余极化强度为19.6μC/cm2。研究了NKBT厚膜的烧结特性、微结构和性能,包括溶胶渗透填充对NKBT厚膜的微结构与性能的影响,NKBT厚膜中的残余应力及其对电性能的影响,结果表明内偏场以及低介电层的出现使NKBT厚膜的性能与陶瓷有很大不同。采用复合溶胶渗透填充,在纯溶胶中添加了相同成份的NKBT功能纳米粉体,增加了填充到气孔中的有效成分。当溶胶中粉体含量为1.5g/ml时,填充6次后的NKBT厚膜具有较好的介电性能和铁电性能,其介电常数为768,损耗为2.3%,剩余极化强度为21.3μC/cm2,矫顽场强为59kV/cm。添加3wt.%的烧结助剂后的NKBT厚膜,再采用复合溶胶填充12次后,其纵向压电系数d33达到102pC/N。在1100℃下烧结的厚度约80μm的NKBT厚膜具有最大残余张应力约136MPa,随膜厚增加,厚膜残余张应力逐渐较小,当残余应力减少到84MPa时,剩余极化强度增大到25.3μC/cm2、矫顽场强减小至48kV/cm。研究了NKBT厚膜的疲劳、老化特性,结果表明NKBT厚膜疲劳、老化的主要原因是缺陷浓度增加,畴壁运动被遏制,以及用来稳定90°畴结构的缺陷偶极子的缓慢转向。温度升高使氧空位浓度增加,钉扎作用增强,导致疲劳加剧,适当的Bi过量减少了NKBT厚膜中因Bi挥发而产生的A空位,使其疲劳、老化特性变好。
其他文献
死缓的适用条件“不是必须立即执行”,是综合的价值判断,其含义,从反面说,排除作为法定的从轻和减轻处罚的情节,或降低法定刑幅度的情节;从正面说,根据死刑特殊预防的目的,必
为推动BIM技术在工程造价及实际工程中的应用,利用Revit软件,建立了BIM模型,并利用BIM技术信息共享化的特点,统计出了建筑门窗工程量和机电模型的给排水管道工程量,并结合实
中国已经正式成为WTO的成员国,这为我国武术市场带来很大的机遇,但同时也让我们看到了当前武术市场存在的问题与不足。运用文献资料法,分析了我国武术市场目前面临的形势,并提出
党的十六大提出的“形成比较完善的全民健身体系”、“积极推进卫生体育事业的改革和发展,开展全民健身运动,提高全民健康水平”和遵义市人大二届二次会议上《政府工作报告》中
由国际奥委会和联合国教科文组织主办,国际运动科学与体育理事会和希腊圣萨洛尼基亚里斯多德大学联合承办的2004年奥运会科学大会于8月6日~10日在希腊东北部的海滨城市圣萨洛尼
“性善”与“性恶”、“道问学”与“尊德性”、“今文经学”与“古文经学”、“汉学”与“宋学”等,都曾经作为中国古典经学的基本流派区分而广为人知。从儒家经典的形成时期
研究背景:糖尿病是由于胰岛素分泌不足或胰岛素抵抗,导致高血糖,容易引起的一系列并发症,例如糖尿病肾病、视网膜病变、心血管病变。其中心血管病变导致死亡占糖尿病死亡的超
高速公路的交通事故中,车辆追尾事故占很大一部分.发生车辆追尾事故的主要原因是车间距离不足.设计了一个汽车智能防撞系统,主要通过车间距离的自动报警提示和强制减速达到安
目前,烟草工业企业的营销一线队伍人员规模庞大,分布在全国各地。在烟草工业企业终端管理工作中,对营销人员的标准化管理是一个非常重要的环节。部分工业企业仍采用工作日志
笔者在全面参加“八运会”,“九运会”,“十运会”的基础上,精确统计“十运会”决赛164场比赛的抽签编排表、预赛、1/4决赛、半决赛、决赛各阶段的取胜方式(同队弃权、不明原因弃