论文部分内容阅读
以微机电系统(MEMS)微细加工技术为研究基础,对锆钛酸铅(PZT)压电陶瓷材料的加工方法及其压电性能展开研究。重点研究了准分子激光图形化加工PZT的工艺方法,以及真空镀膜、共晶键合工艺条件对PZT压电性能的影响。制备了振动能量采集器与压电致动器两种换能器件,搭建了测试平台,对两种器件进行了性能测试。利用248nm KrF准分子激光器加工了PZT和硅(Si)材料,研究了准分子激光对这两种材料的加工效果。针对传统刀具切割PZT膜片易发生破碎,成品率低等问题,研究了准分子激光对PZT微结构的加工性能。通过调整激光器的脉冲能量、频率、扫描速度及次数等参数,获得了激光加工工艺条件与加工PZT与Si的深度和宽度的关系。利用共晶键合技术,以金(Au)作为中间层制备了PZT-Si压电片,针对键合过程中高温条件造成PZT的压电性能减弱等问题,分别对蒸镀Au前后与键合前后的PZT压电片进行了电容和损失系数的测定,通过分析PZT材料介电常数的变化,获得了镀膜及键合工艺后PZT材料介电常数的变化值,研究了温度对PZT压电性能的影响。最后,制备了PZT-Si复合材料的压电悬臂梁,并作为能量采集器的换能结构测试了其压电性能。利用双向导电铜箔作为粘结层制备了PZT-Cu压电片,分别制备了悬臂梁式和桥式压电致动器,测试了其驱动性能。