本文關(guān)鍵詞：熱處理工藝對(duì)溶膠凝膠法制備的鈮酸鉀鈉壓電薄膜的影響，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：鈮酸鉀鈉(KNN)無(wú)鉛壓電材料由于其高的居里溫度、優(yōu)良的壓電鐵電性能、以及生物相容性,成為替代鉛基壓電材料的最佳選擇之一,可應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)器、換能器、傳感器、變壓器等多個(gè)領(lǐng)域。隨著電子元器件小型化、集成化的發(fā)展,KNN壓電材料的制備從塊體材料向薄膜材料轉(zhuǎn)變,對(duì)于高性能KNN無(wú)鉛壓電薄膜的制備研究已成為壓電材料領(lǐng)域的一大熱點(diǎn)。本文分別采用了溶膠凝膠醇鹽法和溶膠凝膠非醇鹽法制備了KNN薄膜,主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下:(1)采用醇鹽體系制備KNN前驅(qū)體溶液,以乙醇鈮為鈮源,乙酸鉀、乙酸鈉分別為鉀源、鈉源,乙二醇甲醚為溶膠,探究了溶膠凝膠醇鹽法制備KNN薄膜的熱處理工藝,研究了熱裂解溫度及退火溫度對(duì)薄膜的影響。熱裂解溫度及退火溫度過(guò)高或過(guò)低都會(huì)降低薄膜的電學(xué)性能:熱裂解溫度過(guò)低會(huì)使薄膜中的有機(jī)物揮發(fā)不完全,過(guò)高會(huì)使堿性離子揮發(fā)嚴(yán)重;退火溫度過(guò)低會(huì)讓薄膜無(wú)法完全結(jié)晶,過(guò)高會(huì)使堿性離子揮發(fā)嚴(yán)重。(2)采用非醇鹽體系制備KNN前驅(qū)體溶液,以Nb2O5為原料,通過(guò)化學(xué)反應(yīng)制備成活性較高的Nb(OH)5,再利用檸檬酸鹽法制備成可溶性的鈮鹽,作為鈮源。以碳酸鉀、碳酸鈉分別作為鉀源和鈉源,水為主要溶劑。采用非醇鹽體系制備了KNN溶膠,并在Ti基板上進(jìn)行薄膜的制備,探索了非醇鹽體系溶膠制備薄膜的工藝,以及退火溫度對(duì)薄膜結(jié)晶性、微觀結(jié)構(gòu)、電學(xué)性能的影響。實(shí)驗(yàn)表明:在700℃退火后薄膜的結(jié)晶性及電學(xué)性能最佳。(3)對(duì)上述非醇鹽體系的KNN溶膠進(jìn)行調(diào)節(jié),選取有機(jī)溶劑乙二醇甲醚作為非醇鹽體系的主要溶劑,很好地提高了薄膜在Pt/Ti/Si O2/Si基板上的潤(rùn)濕性,探索了采用此溶膠制備KNN薄膜的熱處理工藝,成功在疏水性的Pt基板上制得KNN薄膜。
【關(guān)鍵詞】：鈮酸鉀鈉 溶膠凝膠 醇鹽體系 非醇鹽體系 薄膜 熱處理工藝 電性能
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TB383.2;TG156
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 第一章 緒論12-22
• 1.1 研究背景與意義12
• 1.2 無(wú)鉛壓電材料12-13
• 1.2.1 無(wú)鉛壓電陶瓷12-13
• 1.2.2 無(wú)鉛壓電薄膜13
• 1.3 (K,Na)NbO_3基無(wú)鉛壓電薄膜13-20
• 1.3.1 (K,Na)NbO_3的晶體結(jié)構(gòu)13-14
• 1.3.2 KNbO_3-NaNbO_3相圖14-15
• 1.3.3 (K,Na)NbO_3基壓電薄膜的制備15-19
• 1.3.4 存在問題及解決方法19-20
• 1.4 選題依據(jù)及研究?jī)?nèi)容20-22
• 1.4.1 選題依據(jù)20-21
• 1.4.2 研究?jī)?nèi)容21-22
• 第二章 (K,Na)NbO_3溶膠的制備22-32
• 2.1 引言22
• 2.2 金屬醇鹽體系制備(K,Na)NbO_3前驅(qū)體溶液22-24
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料及設(shè)備22-23
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程23-24
• 2.2.3 前驅(qū)體溶液濃度的選擇24
• 2.3 非醇鹽體系制備(K,Na)NbO_3前驅(qū)體溶液24-29
• 2.3.1 實(shí)驗(yàn)原料及設(shè)備24-26
• 2.3.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程26-29
• 2.3.3 溶膠的穩(wěn)定性29
• 2.4 本章小結(jié)29-32
• 第三章 溶膠凝膠醇鹽法制備(K,Na)NbO_3薄膜32-44
• 3.1 引言32
• 3.2 實(shí)驗(yàn)流程32-36
• 3.2.1 原料及設(shè)備32-33
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程33-35
• 3.2.3 頂電極的制備35
• 3.2.4 測(cè)試及性能表征35-36
• 3.3 結(jié)果與討論36-43
• 3.3.1 醇鹽體系(K,Na)NbO_3溶膠的熱重分析36-37
• 3.3.2 熱裂解溫度對(duì)(K,Na)NbO_3薄膜的影響37-40
• 3.3.3 退火溫度對(duì)(K,Na)NbO_3薄膜的影響40-43
• 3.4 本章小結(jié)43-44
• 第四章 溶膠凝膠非醇鹽法制備(K,Na)NbO_3薄膜44-52
• 4.1 引言44
• 4.2 實(shí)驗(yàn)流程44-47
• 4.2.1 原料及設(shè)備44-45
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程45-46
• 4.2.3 測(cè)試及性能表征46-47
• 4.3 結(jié)果與討論47-51
• 4.3.1 非醇鹽體系(K,Na)NbO_3溶膠的熱重分析47
• 4.3.2 退火溫度對(duì)(K,Na)NbO_3薄膜影響47-51
• 4.4 本章小結(jié)51-52
• 第五章 改進(jìn)的非醇鹽體系制備(K,Na)NbO_3薄膜52-60
• 5.1 引言52
• 5.2 實(shí)驗(yàn)流程52-54
• 5.2.1 原料及設(shè)備52-53
• 5.2.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程53-54
• 5.2.3 測(cè)試及性能表征54
• 5.3 結(jié)果與討論54-57
• 5.3.1 改善的非醇鹽體系(K,Na)NbO_3溶膠的熱重分析54-55
• 5.3.2 熱裂解溫度對(duì)(K,Na)NbO_3薄膜的影響55-57
• 5.4 本章小結(jié)57-60
• 第六章 結(jié)論及展望60-62
• 6.1 結(jié)論60-61
• 6.2 展望61-62
• 參考文獻(xiàn)62-68
• 致謝68-69
• 研究生期間研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文69

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  本文關(guān)鍵詞：熱處理工藝對(duì)溶膠凝膠法制備的鈮酸鉀鈉壓電薄膜的影響，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：384889