隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)代工業(yè)開始需求集成化的電子元器件,而尺度為微納米級(jí)的壓電薄膜,尤其是結(jié)合了壓電陶瓷與聚合物的復(fù)合材料壓電薄膜,得到了各個(gè)行業(yè)研究學(xué)者的廣泛關(guān)注。然而,目前復(fù)合材料壓電薄膜所采用的陶瓷相大多為以鋯鈦酸鉛（PZT）為代表的鉛基壓電陶瓷,對(duì)人體與自然環(huán)境有一定的危害性,因此需要研究以無鉛壓電陶瓷作為陶瓷相的壓電薄膜。本文以聚偏二氟乙烯（PVDF）作為基體,加入了以水熱合成法制備的鈮酸鉀鈉（KNN）粉體作為陶瓷相,以旋轉(zhuǎn)涂覆法制備了復(fù)合材料薄膜。之后又通過電暈極化等手段進(jìn)行處理,并將復(fù)合材料薄膜封裝為傳感器。在此實(shí)驗(yàn)過程中,本文以X射線衍射儀,掃描電子顯微鏡,傅里葉紅外光譜儀,阻抗測(cè)試儀,動(dòng)態(tài)信號(hào)測(cè)試儀與力錘等設(shè)備,對(duì)KNN粉體,KNN/PVDF復(fù)合薄膜及其傳感器的特性進(jìn)行了各種測(cè)試,并針對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行了探討。測(cè)試結(jié)果表明KNN粉體是尺寸在5μm左右的球形聚集體,為鈣鈦礦結(jié)構(gòu),且KNN粉體的生長屬于取向連生。通過改變堿液的OH^-濃度來控制生成KNN粉體,最終制備出了3μm左右的KNN粉體,以此作為陶瓷相的PVDF復(fù)合薄膜,其厚度在2μm左右,表面有分... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省211工程院校985工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 0-3型壓電復(fù)合材料研究進(jìn)展
    1.3 壓電復(fù)合材料國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 鈮酸鉀鈉(KNN)研究現(xiàn)狀
        1.3.2 聚偏二氟乙烯(PVDF)研究現(xiàn)狀
        1.3.3 復(fù)合材料薄膜研究現(xiàn)狀
    1.4 復(fù)合材料介電性能模型
    1.5 本文的研究內(nèi)容
第二章 KNN粉體的制備工藝與表征
    2.1 引言
    2.2 KNN粉體的制備
    2.3 X射線衍射分析
    2.4 掃描電子顯微鏡(SEM)形貌分析
    2.5 高分辨率透射電鏡(HRTEM)形貌分析
    2.6 本章小結(jié)
第三章 KNN/PVDF復(fù)合薄膜的制備工藝與表征
    3.1 引言
    3.2 KNN/PVDF復(fù)合薄膜的制備
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料及設(shè)備
        3.2.2 復(fù)合材料薄膜的制備
        3.2.3 復(fù)合材料薄膜的極化
    3.3 KNN/PVDF復(fù)合薄膜的表征
        3.3.1 微觀形貌
        3.3.2 介電性能
        3.3.3 復(fù)合薄膜X射線衍射分析
        3.3.4 復(fù)合材料薄膜紅外光譜分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 KNN/PVDF復(fù)合材料傳感器的制備及性能測(cè)試
    4.1 引言
    4.2 復(fù)合材料傳感器的封裝
    4.3 傳感器性能測(cè)試
        4.3.1 傳感器的壓電特性
        4.3.2 傳感器的頻率響應(yīng)特性
        4.3.3 傳感器的靈敏度特性
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]水熱法制備陶瓷粉體的研究現(xiàn)狀及進(jìn)展[J]. 梁曉夏,李鳳月,邢文文,沈毅,李鋒鋒.  山東陶瓷. 2016(04)
[2]壓電復(fù)合材料研究現(xiàn)狀[J]. 杜斌,張銘霞,李伶,王重海,周長靈,劉福田.  現(xiàn)代技術(shù)陶瓷. 2013(06)
[3]壓電材料的研究新進(jìn)展[J]. 溫建強(qiáng),章力旺.  應(yīng)用聲學(xué). 2013(05)
[4]石墨烯柔性透明導(dǎo)電薄膜的制備[J]. 史永勝,劉丹妮,曹中林,馬猛飛,楊巍巍.  液晶與顯示. 2013(02)
[5]PVDF薄膜的極化及其電性能研究[J]. 葉蕓,郭太良,蔣亞東,黎威智.  電子科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2012(03)
[6]熱極化和電暈極化鐵電PVDF薄膜的成分和結(jié)構(gòu)[J]. 葉蕓,郭太良,蔣亞東,黎威志.  材料研究學(xué)報(bào). 2011(04)
[7]壓電材料的制備應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀[J]. 何超,陳文革.  功能材料. 2010(S1)
[8]新興尖端技術(shù)——納米發(fā)電機(jī)和納米壓電電子學(xué)[J]. 王中林.  光學(xué)與光電技術(shù). 2009(06)
[9]壓電陶瓷材料的研究進(jìn)展與發(fā)展趨勢(shì)[J]. 李環(huán)亭,孫曉紅,陳志偉.  現(xiàn)代技術(shù)陶瓷. 2009(02)
[10]壓電式納米發(fā)電機(jī)的原理和潛在應(yīng)用[J]. 王中林.  物理. 2006(11)

碩士論文
[1]鈮酸鉀鈉（KNN）無鉛壓電薄膜的制備及其改性研究[D]. 張新秀.南京航空航天大學(xué) 2017
[2]KNN/P（VDF-TrFE）熱釋電復(fù)合材料與四元紅外氣體傳感器研究[D]. 俞玉澄.電子科技大學(xué) 2016
[3]鈮酸鹽/聚偏二氟乙烯復(fù)合薄膜的制備與介電性能研究[D]. 陳高汝.哈爾濱理工大學(xué) 2015
[4]PVDF/陶瓷復(fù)合材料介電性能研究[D]. 黃鴻.電子科技大學(xué) 2015
[5]CCTO/PVDF復(fù)合薄膜的制備及介電性能研究[D]. 王芳芳.北京理工大學(xué) 2014
[6]PVDF壓電薄膜及其傳感器的制備與性能研究[D]. 朱金海.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
[7]鈦酸鋇/聚偏氟乙烯高介電常數(shù)復(fù)合薄膜的制備與性能研究[D]. 喻玥.北京化工大學(xué) 2010
[8]鈮酸鉀鈉基無鉛壓電陶瓷制備及其織構(gòu)化技術(shù)[D]. 鐘亮.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008



本文編號(hào)：3633480