本文選題：PZT壓電薄膜 + 溶膠凝膠法��； 參考：《大連理工大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：本文采用溶膠凝膠法制備PZT壓電薄膜,并對其晶向結(jié)構(gòu),表面形貌,介電性能進(jìn)行表征。分析了退火溫度、溶膠凝膠體鉛含量與退火時間對鈣鈦礦結(jié)構(gòu)形成的影響。XRD與SEM測試結(jié)果表明,旋涂鉛過量30%的PZT溶膠凝膠于550℃C中退火10min后,只有很小一部分焦綠石相開始轉(zhuǎn)化為疏松鈣鈦礦結(jié)構(gòu)；于600℃C或者更高溫度退火10min后薄膜得到完全鈣鈦礦結(jié)構(gòu)；在退火溫度大于600℃C時,溶膠凝膠體中鉛量過量20%可消除焦綠石相；在鉛含量充足的條件下,如果退火處理時間不足也無法完全得到鈣鈦礦結(jié)構(gòu)。退火溫度越高,晶粒越大,而晶界數(shù)量減少。不同的熱處理工藝制備PZT薄膜需要考慮不同的退火溫度與退火時間。研究了PZT薄膜晶向生長的影響因素,包括熱分解有機(jī)物溫度、熱分解膜厚度與下電極熱處理?xiàng)l件。(100)取向度較高的PZT薄膜通過改變熱分解膜的厚度得到。介電性能測試發(fā)現(xiàn)(100)取向度較高的PZT薄膜介電性能要優(yōu)越多晶PZT薄膜。在第三章的最后提出(100)取向的柱狀結(jié)構(gòu)與晶向雜亂結(jié)構(gòu)的生長模型。在本文第四章,采用溶膠凝膠法制備摻雜鐿、錳、鍶金屬離子的PYZT、PMZT、 PSZT薄膜,表征其晶向結(jié)構(gòu),極化性能與介電性能。XRD測試結(jié)果表明,摻雜鐿0.01mol的薄膜XRD衍射角大小變化較大；相比較于未經(jīng)摻雜的薄膜晶向,摻雜錳和摻雜鍶的薄膜晶向變得雜亂；摻雜鐿0.01mol,0.02mol與0.03mol的薄膜介電性能測試結(jié)果表明：在LCR驅(qū)動頻率為0.011kHz時,摻雜0.01mol后薄膜介電常數(shù)提高18.9%；而隨著摻雜鐿量增加為0.02mol和0.03mol后,薄膜介電常數(shù)開始下降；摻雜鐿薄膜的P-E曲線表明薄膜的極化性能隨著摻雜量的增加而降低；摻雜0.01mol錳的薄膜介電性能與P-E曲線測試結(jié)果顯示：在LCR驅(qū)動頻率為0.011kHz時,摻雜0.01mol后薄膜介電常數(shù)提高31%,并且其介電損耗增加；而剩余極化強(qiáng)度與矯頑場強(qiáng)有所下降；摻雜0.02mol鍶的薄膜介電性能與P-E曲線測試結(jié)果顯示：在LCR驅(qū)動頻率為0.011kHz時,摻雜0.02mol鍶后薄膜介電常數(shù)提高12.8%,并且介電損耗增加；剩余極化強(qiáng)度與矯頑場強(qiáng)有所下降；最后制作了PZT薄膜壓電微執(zhí)行器,利用多普勒激光測振儀測試薄膜的變形幅度。對比多晶PZT壓電薄膜微執(zhí)行器發(fā)現(xiàn),(100)方向的PZT薄膜振動幅度更大,而且抗擊穿性能更為優(yōu)越。
[Abstract]:In this paper, PZT piezoelectric thin films were prepared by sol-gel method, and their crystal structure, surface morphology and dielectric properties were characterized. The effects of annealing temperature, sol-gel lead content and annealing time on the formation of perovskite structure were analyzed. The results showed that the PZT-sol gel with 30% spin-coated lead was annealed at 550 鈩，

本文編號：2048239