等离子喷涂PZT涂层压电性能的实验研究

对用等离子喷涂制备的锆钛酸铅 ( PZT)压电陶瓷涂层的压电性能进行了实验研究 ,分析了涂层热处理及热处理温度、喷涂工艺参数以及粉末铅含量对压电应变常数 d33的影响 ,揭示了各种工艺条件和工艺参数下 d33的变化趋势。     

基于激光多普勒技术的PZT薄膜压电性能测试研究

应用基于激光多普勒技术的微小形变分析方法,并引入数字锁相技术,成功实现了PZT(Pb(Zr,Ti)O₃)铁电薄膜的压电性能测试。对商用压电陶瓷在小信号激励下的压电性能测试表明,数字锁相技术的引入能有效抑制系统噪声,并提高激光多普勒系统的位移检测分辨率,使其达到皮米量级。此外,研究了用溶胶-凝胶技术和溶胶-电雾化技术制备得到的PZT薄膜的电压-位移曲线和压电位移"蝴蝶线",实验结果表明:在5 V直流偏置下测得两种方法制备得到的PZT薄膜的d₃₃压电系数分别为218.7 pC/N和215.8 pC/N,相应的标准偏差分别为12.7和28.6。     

水热合成法制备PZT压电薄膜工艺研究

对水热合成法制备Pb(Zr1-xTix)O3(PZT)薄膜的原理进行了讨论,以钛、锆的醇盐和硝酸铅等为原料制备出PZT压电薄膜,利用X射线衍射对PZT压电薄膜的成分进行了分析,利用扫描电子显微镜(SEM)对PZT晶体形成过程的变化进行了分析.X射线衍射分析表明,晶体成核阶段,PbZrO3(PZ)成分较多,晶体生长阶段,PZ成分减少,PZT成分逐渐增多.2次重复生长过程后,SEM扫描图像所得为四方形PZT晶体,颗粒平均尺寸为5μm,与Shimomura和Kanda实验所得的PZT晶体颗粒在大小和形状上基本相同,为钙钛矿型结构.     

沉积不连续NiTi形状记忆合金薄膜PZT的阻尼性能

在铁电陶瓷锆钛酸铅(PZT)表面沉积不连续的NiTi形状记忆合金(SMA)薄膜,运用XRD、SEM和动态弹性模量测试仪研究了其显微组织及阻尼特性。结果表明:与PZT相比,NiTiSMA薄膜/PZT复合材料的阻尼性能下降;原因是PZT基体与NiTi SMA薄膜在晶化冷却时的收缩不一致导致在PZT基体中靠近薄膜的区域形成了组织异常区,限制了电偶极子的运动,在外界应力作用下薄膜与基体两者的应变不协调加强了异常区对电偶极子运动的限制。     

利用体块PZT制备膜片式压电微泵

利用锆钛酸铅(PZT)的逆压电效应,设计并制备了膜片式压电微泵。通过将电能转换为机械能,实现了液体的微流体控制。微泵由微驱动器与单向微阀两部分组成;微驱动器主要为液体流动提供驱动力,单向微阀则用于精确控制液体的流动方向。通过对PZT-Si膜片的位移量、位移形状的仿真分析,确定了微驱动器的设计尺寸,并估算其液体驱动性能。利用共晶键合工艺、研磨减薄工艺、硅深反应离子刻蚀工艺和准分子激光加工工艺等制备出了微驱动器和单向微阀。最后,设计了驱动测试实验,检测了微泵的液体驱动性能。测试结果表明:所制备的膜片式压电微泵驱动的谐振频率约为70kHz,能驱动微米量级的液体位移或运动。当微泵驱动电压为30Vp-p、频率为600Hz时,液体的驱动流速约为65μL/min。该微泵具有体积小,线性度好等特点。     

铁电薄膜的制备方法

介绍了制备铁电薄膜的几种不同种类的方法.LSMCD技术是一种新型的制备铁电薄膜的技术.采用超声雾化产生微米级或亚微米级尺寸的气雾,再用载气将气雾引入沉积室内,沉积在基片上.重复此过程直至膜厚达到所需厚度.     

集成铁电器件中的关键工艺研究

对集成铁电器件中的关键工艺进行了研究,采用改进的溶胶-凝胶(Sol-Gel)法制备了高品质、(110)择优取向的锆钛酸铅(PZT)铁电薄膜,成功的利用离子束刻蚀(IBE)、反应离子刻蚀(RIE)和湿法腐蚀方法对PZT薄膜进行了刻蚀加工,采用正胶剥离和干法刻蚀工艺实现了金属铂(Pt)电极图形,为集成铁电器件的实现提供了良好的工艺基础.     

镧掺杂PZT薄膜的制备和表征

采用溶胶凝胶法在Pt(111)/Ti/SiO_2/Si(100)基底上制备掺镧锆钛酸铅薄膜(Pb_(1-x)La_xZr_(0.52)Ti_(0.48)O_3薄膜,简称PLZT),掺杂La浓度分别为x=0%,1%,2%,3%,4%和5%。研究了La掺杂对锆钛酸铅(简称PZT)薄膜的晶向、微结构、介电和铁电性能的影响:X射线衍射(XRD)分析显示掺杂La使得薄膜的晶向取向趋于杂乱。扫描电子显微镜(SEM)分析显示当掺杂浓度小于等于3%时,薄膜的表面可以看到明显的晶界;随着掺杂浓度的增加,薄膜表面的晶界变得模糊。掺杂La 3%的PLZT薄膜的相对介电常数最大,100 Hz下达到1430.02,相比不掺杂PZT薄膜的相对介电常数提高了32.4%。掺杂La 1%的PLZT薄膜的铁电性能最优,相比不掺杂的PZT薄膜,+Pr从17.3μC/cm~2增加到17.72μC/cm~2,-Pr从14.43μC/cm~2增加到16.98μC/cm~2。     

ZnO压电薄膜及其SAW滤波器的制备及性能研究

采用磁控溅射方法在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备了晶化良好的(002)取向的ZnO薄膜,用XRD、SEM表征薄膜的取向和显微结构.在ZnO薄膜上利用剥离技术制备了波长40 μm的AI叉指电极,电极厚度约为200nm,并利用矢量网络分析仪测量了ZnO薄膜声表面波特性,结果显示:声表面波中心频率为146.8MHz,声表面波在ZnO薄膜上的传播速度为5 872m/s.     

PZT铁电薄膜介电性能的数字锁相测试技术

在DSP上实现的数字锁相测试系统,采用数字锁相算法来完成对信号的锁相测试。基于该系统开发出了简单、可靠、可调性好并具有较高精度的PZT铁电薄膜介电性能测试系统。实验表明,使用该系统测得的样品介电常数的相对误差小于1 %,能够满足PZT铁电薄膜制备技术以及微机电系统中器件设计对薄膜性能测试的要求。     

Al_2O_3/Ti(CN)复合刀具材料的制备及切削性能研究

利用热压烧结工艺制备出Al2 O3 /Ti(CN)复合陶瓷刀具材料。测得该材料的平均抗弯强度为 82 0MPa ,平均断裂韧性为 7.4MPa·m1/ 2 ,维氏硬度为 2 0 .4GPa。通过与陶瓷刀具材料LT5 5、SG4的切削性能进行对比试验 ,发现其连续切削淬硬钢的性能高于SG4,但耐磨性能比LT5 5稍低 ,是一种适合连续切削铸铁与淬硬钢、尤其适合断续切削淬硬钢的刀具材料。     

铌欠缺对PZN基陶瓷微观结构和介电性能的影响

使用化学混合法制备了PZN基陶瓷 ,研究了铌离子欠缺对其相组成、微观结构和介电性能的影响。随着铌离子欠缺量的增加 ,预烧粉体中的焦绿石相含量大幅度增加 ;但是微量铌离子欠缺对烧结后陶瓷的相组成没有什么影响 ,甚至当铌欠缺量达到 2 %时 ,陶瓷仍然为 10 0 %的钙钛矿结构。随着铌欠缺的增加 ,晶粒尺寸增大 ,但是陶瓷仍具有良好的成瓷性。铌欠缺使介电常数减小 ,但是对介电损耗影响很小 ;介电常数减小的原因归结为“有效有序微区”尺寸的减小和铁电活性的铌离子浓度的降低