多鐵材料是一類具有鐵電、鐵磁或磁電效應(yīng)等多種性能的多功能材料,在存儲器、傳感器、能量轉(zhuǎn)換、驅(qū)動器、光學(xué)器件以及微機電系統(tǒng)等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。隨著應(yīng)用范圍不斷擴大,工作環(huán)境越來越復(fù)雜,當應(yīng)力與電磁同時作用時,電磁器件的性能以及使用可靠性會受到很大影響。此外多鐵材料在制備過程中會不可避免的產(chǎn)生孔洞、裂紋等缺陷,導(dǎo)致性能的降低或者失效。因此,研究力電磁之間的相互作用以及在力電磁多場耦合對多鐵材料性能的影響是十分必要的。本文完善了力電磁鼓包測試裝置,發(fā)展了一種效率更高,性能更優(yōu)的鼓包薄膜制備方法,先后完成了Pb(Zr0.52Ti0.48)O3(PZT)薄膜,CoFe2O4(CFO)薄膜以及Pb(Zr0.52Ti0.48)O3/CoFe2O4薄膜材料的力電磁耦合測試分析,具體研究內(nèi)容歸納如下:(1)發(fā)展了一種以聯(lián)氨為腐蝕液的化學(xué)刻蝕法制備鼓包薄膜樣品。分別研究了聯(lián)胺、四甲基氫氧化銨、氫氧化鉀三種腐蝕液的刻蝕效果。聯(lián)氨溶液在溫度為90℃,濃度為64%時,腐蝕硅的速率為0.53μm/min,速率較快。聯(lián)氨幾乎不與二氧化硅反應(yīng),可以使用較薄的二氧化硅作為掩膜層。并且聯(lián)氨溶液價格低廉,配制簡單,可...

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 多鐵材料簡介
        1.1.1 多鐵材料
        1.1.2 磁電效應(yīng)
        1.1.3 磁電材料的組合方式
    1.2 磁電材料的應(yīng)用
    1.3 研究現(xiàn)狀
    1.4 本文的主要工作
第2章 新型多場耦合鼓包測試平臺
    2.1 鼓包法原理
    2.2 鼓包多功能測試儀器
        2.2.1 鼓包力學(xué)測試平臺
        2.2.2 電學(xué)加載與測試系統(tǒng)
    2.3 磁學(xué)加載與測試系統(tǒng)
        2.3.1 基于SMOKE原理的磁場測試系統(tǒng)
        2.3.2 磁場加載系統(tǒng)
    2.4 本章小結(jié)
第3章 PZT、CFO薄膜的制備及力電性能鼓包測試
    3.1 溶膠凝膠法制備PZT薄膜及CFO薄膜
        3.1.1 溶膠凝膠法的原理
        3.1.2 實驗設(shè)備
        3.1.3 實驗原材料
        3.1.4 工藝流程
    3.2 PZT、CFO薄膜的結(jié)構(gòu)表征與性能測試
        3.2.1 X射線衍射(XRD)
        3.2.2 掃描電鏡測試(SEM)
        3.2.3 電學(xué)性能測試
        3.2.4 磁學(xué)性能測試
    3.3 PZT鼓包樣品的制備
        3.3.1 硅基化學(xué)腐蝕
        3.3.2 薄膜鼓包試樣制備方法及步驟
        3.3.3 硅基腐蝕的形貌
    3.4 PZT薄膜力電耦合鼓包測試
        3.4.1 不同油壓下PZT的電學(xué)性能測試
        3.4.2 不同電壓下PZT的力學(xué)測試
        3.4.3 不同電壓下PZT的彈性模量
    3.5 本章小結(jié)
第4章 PZT/CFO薄膜材料制備及電磁性能鼓包測試
    4.1 溶膠凝膠法制備PZT/CFO層狀電磁薄膜
    4.2 PZT薄膜材料的結(jié)構(gòu)表征與性能測試
        4.2.1 X射線衍射(XRD)
        4.2.2 掃描電鏡測試(SEM)
        4.2.3 電學(xué)性能測試
        4.2.4 磁學(xué)性能測試
    4.3 PZT/CFO鼓包樣品的制備及硅基腐蝕形貌
    4.4 PZT/CFO復(fù)合薄膜力電和力磁耦合的鼓包測試
        4.4.1 不同油壓下PZT/CFO的電學(xué)測試
        4.4.2 不同電場下PZT/CFO的力學(xué)測試
        4.4.3 不同電場下PZT/CFO的彈性模量
        4.4.4 不同磁場下PZT/CFO的力學(xué)測試
        4.4.5 不同磁場下PZT/CFO的彈性模量
    4.5 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻
致謝
附錄A：個人簡歷、在校期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果



本文編號：3852231