本文關(guān)鍵詞：高介電鈦酸鋇薄膜的電射流成型研究　出處：《大連理工大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：鈦酸鋇BaTiO_3(BTO)擁有高介電常數(shù)和低介電損耗,良好的鐵電、壓電和絕緣性能,是電子陶瓷中使用最廣泛的材料之一,被譽(yù)為“電子陶瓷工業(yè)的支柱”,在儲(chǔ)能器件以及微波通信領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用。本文主要圍繞BTO薄膜的加工工藝展開,將電射流沉積和電泳沉積對(duì)比,選用了對(duì)于薄膜的沉積效果更好的電射流沉積方式。發(fā)展出了BTO厚膜的電射流沉積方法,配制了BTO懸浮液,研究了電射流參數(shù)對(duì)BTO薄膜形貌的影響,討論了熱處理方式對(duì)BTO結(jié)晶的影響；將電射流沉積和電紡絲工藝初步結(jié)合,制備了基于BTO的紡絲-薄膜-紡絲的三層結(jié)構(gòu),對(duì)其電容值進(jìn)行了測(cè)試,最后利用COMSOL對(duì)這一結(jié)構(gòu)進(jìn)行了仿真。采用BTO溶液和穩(wěn)定的懸浮液,在硅襯底上電射流沉積了BTO薄膜,研究了沉積高度和掃描間距對(duì)BTO厚膜的影響,降低電射流沉積高度和采用優(yōu)化的掃描間距,有助于減少BTO薄膜裂紋并提高其致密性；討論了薄膜熱處理方式對(duì)薄膜形貌的影響。從預(yù)防裂紋產(chǎn)生的角度出發(fā),提出階梯預(yù)熱的去應(yīng)力方式以及合適的退火方案。依據(jù)XRD的分析結(jié)果,對(duì)BTO薄膜的退火溫度和保溫時(shí)間進(jìn)行了對(duì)比,得出了最優(yōu)的BTO薄膜的退火溫度和時(shí)間。與電泳沉積BTO薄膜作對(duì)比,表明電射流沉積在制備薄膜方面具有優(yōu)勢(shì)。通過上述工藝制備的BTO薄膜在常溫,1 kHz時(shí)的介電常數(shù)為2940。為了在薄膜表面形成微結(jié)構(gòu),研究了電紡絲工藝中實(shí)驗(yàn)參數(shù)對(duì)BTO纖維直徑的影響,發(fā)現(xiàn)采用較大的紡絲高度和較小的流量可減少BTO絲徑并增加其比表面積。在BTO薄膜基底上雙面沉積BTO纖維,并且對(duì)其介電性能進(jìn)行了測(cè)試和對(duì)比分析,結(jié)合COMSOL數(shù)值模擬,研究了微結(jié)構(gòu)對(duì)于電容器的影響,結(jié)果表明在BTO薄膜表面增加微結(jié)構(gòu)確實(shí)能夠起到增加電容值的作用。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ132.35;TB383.2

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