Ba(Tio.8Zr0.2)O3-(Ba0.7Ca0.3)TiO3 (簡稱BZT-BCT)壓電陶瓷,當(dāng)成分為0.5BZT-0.5BCT時(shí),表現(xiàn)出可與鋯鈦酸鉛(Pb(Zn1-xTix)O3,PZT)相媲美的壓電系數(shù),d33=560-620pC/N,這是近50年來無鉛壓電領(lǐng)域的重要進(jìn)展。壓電薄膜器件在實(shí)際應(yīng)用時(shí)既要在電學(xué)性能上滿足功能性要求,又要在力學(xué)性能上達(dá)到相應(yīng)的安全性要求。因此本文主要從電學(xué)性能及其溫度穩(wěn)定性、力學(xué)性能等方面研究BZT-BCT體系,以便探尋BZT-BCT在器件中的應(yīng)用潛力。采用溶膠-凝膠(Sol-Gel)薄膜沉積工藝在Pt(111)/Ti/SiO2/Si(100)襯底上制備0.5BZT-0.5BCT薄膜。探討了溶劑、添加劑、退火溫度等工藝參數(shù)對0.5BZT-0.5BCT薄膜微觀結(jié)構(gòu)形貌和電學(xué)性能的影響規(guī)律。發(fā)現(xiàn)選取乙二醇甲醚為溶劑制備的壓電薄膜微觀結(jié)構(gòu)形貌較好；在此基礎(chǔ)上,通過加入添加劑乙二醇或者聚乙二醇400可進(jìn)一步改善薄膜的微觀結(jié)構(gòu)形貌。其中,以乙二醇甲醚為溶劑、聚乙二醇400為添加劑制備得到的薄膜介電常數(shù)ε可以達(dá)到1756,剩余極化強(qiáng)度Pr、矯頑場Ec分別為17...

【文章頁數(shù)】：57 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 研究現(xiàn)狀
        1.2.1 BZT-BCT薄膜制備方法研究
        1.2.2 BZT-BCT電學(xué)性能的溫度穩(wěn)定性研究
        1.2.3 BZT-BCT壓電薄膜的納米力學(xué)性能研究
    1.3 研究內(nèi)容
第二章 Sol-Gel法制備0.5BZT-0.5BCT薄膜
    2.1 0.5BZT-0.5BCT薄膜的制備
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)原料
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
        2.1.3 0.5 BZT-0.5BCT薄膜的制備
    2.2 0.5BZT-0.5BCT薄膜微觀結(jié)構(gòu)和形貌表征
    2.3 0.5BZT-0.5BCT薄膜介電性能表征
    2.4 0.5BZT-0.5BCT薄膜鐵電性能表征
    2.5 0.5BZT-0.5BCT薄膜壓電性能表征
    2.6 退火溫度對0.5BZT-0.5BCT薄膜壓電性能的影響
    2.7 本章小結(jié)
第三章 BZT-BCT薄膜電學(xué)性能—溫度穩(wěn)定性研究
    3.1 BZT-BCT梯度薄膜的微觀結(jié)構(gòu)和形貌分析
    3.2 BZT-BCT梯度薄膜的電學(xué)性能研究
        3.2.1 BZ-BCT梯度薄膜的介電性能研究
        3.2.2 BZ-BCT梯度薄膜的鐵電性能研究
        3.2.3 BZ-BCT梯度薄膜的壓電性能研究
    3.3 BZT-BCT梯度薄膜的漏電流分析
    3.4 梯度薄膜的原子擴(kuò)散規(guī)律
    3.5 本章小結(jié)
第四章 BZT-BCT薄膜納米力學(xué)性能研究
    4.1 退火溫度對0.5BZT-0.5BCT薄膜納米力學(xué)性能的影響
        4.1.1 納米壓痕儀的測試原理
        4.1.2 結(jié)果分析與討論
    4.2 退火溫度對0.5BZT-0.5BCT薄膜摩擦性能的影響
        4.2.1 AFM測試摩擦力的原理
        4.2.2 結(jié)果分析與討論
    4.3 相變過程中BZT-BCT體系的力學(xué)性能變化
        4.3.1 MPB附近BZ-BCT體系的納米力學(xué)性能
        4.3.2 MPB附近BZ-BCT體系的熱膨脹特性
    4.4 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 全文內(nèi)容總結(jié)
    5.2 對進(jìn)一步研究的展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文與成果



本文編號：3892577