PT/PZT/PT薄膜微力传感器

提出了一种基于PT/PZT/PT压电薄膜微悬臂梁结构的微力传感器.运用Sol-Gel(溶胶-凝胶)法制作了PT和PZT薄膜,采用X射线衍射技术表征了PZT和PT/PZT/PT两种薄膜的成相特征,用阻抗分析仪测试了PZT和PT/PZT/PT薄膜的介电常数.结果表明,在PZT薄膜退火温度同为600℃时,PZT和PT/PZT/PT薄膜均为完整的钙钛矿结构,而且PT/PZT/PT薄膜沿(100)晶向强烈取向;在测试频率为1 kHz时,经600℃热处理条件下制备的PZT和PT/PZT/PT薄膜的相对介电常数分别为525和981.最后应用MEMS工艺制作了基于PT/PZT/PT压电薄膜微悬臂梁结构的微力传感器.在静态和准静态下对微力传感器的传感特性进行了测试.测试结果表明,力与位移或电荷具有良好的线性关系.两种尺寸微力传感器的灵敏度分别为0.045 mV/μN和0.007 mV/μN,力分辨率分别为3.7 μN和16.9μN,满足了微牛顿量级微小力的测量.     

PZT压电薄膜微传感器的优化设计

通过经验设计出压电薄膜微传感器的基本结构，研究了压电薄膜微传感器的工作原理，选定了优化参数和优化目标；然后利用有限元软件ANSYS7.0进行优化设计，对压电薄膜微传感器的结构尺寸对其线性度和灵敏度的影响进行分析；结合微电子工艺的要求，选定了一个比较合理的结构尺寸，模拟了它的线性度和灵敏度。     

ZnO压电薄膜微悬臂梁的结构设计及研究

当压力作用在ZnO压电薄膜微悬臂梁上时,产生电荷量的大小将直接决定压电传感器灵敏度的高低.根据等效截面法,推导了复合微悬臂梁所受的作用力与其产生电荷量的关系方程,为传感器标定和力的测量提供理论依据,并依据此转换方程,对压电微悬臂梁的结构尺寸进行比较分析,以提高传感器的灵敏度和分辨率.此研究为压电微悬臂梁压力传感器的结构优化设计提供了一定的参考.     

基于石英基底的PZT薄膜制备研究

研究了在石英基底上制备PZT薄膜,通过在石英基底上制备氮化硅沉积层来改善PZT薄膜质量。运用PECVD技术在石英基底上制备氮化硅沉积层,使用溶胶-凝胶法在沉积层上制备锆钛酸铅(PZT)薄膜,并对PZT薄膜的性能进行了表征。氮化硅沉积层的厚度选为500 nm,PZT薄膜的制备厚度选为1μm,对PZT薄膜的晶向、漏电流、介电性能和铁电性能进行了表征,结果表明在拥有氮化硅沉积层的石英基底上能够制备出性能优良的PZT薄膜。     

微光学自适应技术中基于PZT薄膜的微反射镜工艺研究

介绍了微光学自适应技术中基于PZT(PbZrxT i1-xO3)薄膜的微反射镜单元及其制作工艺。该制作过程中用重掺杂硅片作为基底和下电极,采用了钛酸丁脂[(C4H9O)4T i]、乙酸铅[Pb(CH3COO2).3H2O]以及异丙醇锆[Zr(OCH(CH3)2 4.(CH3)2CHOH]为原料,通过溶胶-凝胶法(so l-gel)制作薄膜,薄膜厚度为纳米级。制成的PZT薄膜通过逆压电效应产生形变,对反射镜面局部进行微调,实现波前位相控制。     

PZT压电式微传感器的结构优化

压电式微传感器的灵敏度除与悬臂梁的尺寸、加工工艺和压电材料本身有关外,还与悬臂梁的截面形状有关。讨论了PZT压电式压力微传感器的灵敏度与悬臂梁变截面长度和偏转角度的关系,给出在给定外力F和压电材料用量的前提下,建立含有约束的数学优化模型,并用遗传算法计算出最优变量值,使产生的感应电荷最大,从而提高微传感器的灵敏度。     

基于微型悬臂梁的发电机制探索

微机电系统(MEMS)微型化过程中,要求电源装置也必须向微型化发展.在现有微电源研究基础上,结合微型硅悬臂梁的力学分析以及压电晶体材料压电效应特性,提出一种新的压电陶瓷(PZT)微型硅悬臂梁发电装置.借助微型硅悬臂梁质量块的振动和PZT的正压电效应,实现振动机械能向电能转换.该装置结构简单、体积小、质量小,可以用MEMS集成加工工艺实现结构加工,因此与其他微型MEMS器件可以集成在一个基础上.     

不锈钢基压电厚膜微悬臂梁传感器的制作与测试

制备了不锈钢基底压电厚膜微悬臂梁传感器。利用精密激光加工技术制备了厚度为100μm的不锈钢微悬臂梁基底,由于不锈钢具有良好的导电性,可以作微悬臂梁传感器的下电极,采用模板辅助电雾化沉积技术在不锈钢微悬臂梁基底上制备了厚度为20μm的致密PZT厚膜,利用磁控溅射技术制备了30/200 nm厚的Ti/Pt上电极,最终形成了压电厚膜微悬臂梁传感器。多普勒激光测振实验表明,在20 V的激励电压下,压电厚膜微悬臂梁谐振频率为19 kHz。     

PZT厚膜压电悬臂梁结构的有限元分析

设计了一种硅微悬臂梁结构,在低频环境中以压电厚膜进行信号转换、谐振.使用有限元分析软件ANSYS对结构建模,并进行模态和谐响应分析.模拟分析的结果表明通过制备添加金属质量块及选择合理的尺寸范围,结构固有频率可在100～1500Hz之间;该结构在共振条件下将运动信号转换为电压信号输出时,电压可达0.4V以上,足以开启双锗二极管进行电路整流.     

一种新型PZT压薄膜应力传感器的设计仿真

针对目前应力传感器不能兼顾柔性、动态测量及无法测量曲面接触应力特征信息等难题,设计了一种新型的PZT压电薄膜柔性应力传感器.主要有由PZT压电薄膜、导线、特殊的压敏涂层等构成.传感器的受力信息可以通过检测PZT压电薄膜传感器的电荷变化来获取,可应用于测量各种接触面之间的应力.为研究测量轮胎路面等具有复杂曲面接触结构的应...     

磁光薄膜电流传感器

磁光薄膜电流传感器，是基于磁致旋光介质在外磁场的作用下，对偏振光振动面的旋光原理、光导纤维对高压电场的隔离特性而设计的一种新型电流传感器。它可用于低压、高压和超高压配电网中，对直流、交流进行实时遥测和故障定位。     

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.     

薄膜单点力传感器

针对处于点啮合状态下物体间啮合力的检测问题,提出薄膜单点力传感器。根据物体间啮合力较大的实际检测状况,利用碳二硫化钼压敏电阻油墨的轴向实心柱式压阻效应实现对点啮合物体间啮合力的检测。在研究现有成熟的丝网印制工艺基础上,通过丝网印制技术制作了薄膜单点力传感器,其厚度为0.15 mm。试验测试与分析可知,薄膜单点力传感器能够检测出点啮合物体间的啮合力;并且该传感器具有良好的性能,如灵敏度为 962.5 Ω/N,分辨率为0.002 N。     

使用薄膜湿敏元件的湿度控制器的设计

介绍了一种以Ｔａ２Ｏ５薄膜ＭＯＳ型湿敏元件为核心的湿度控制电路。该电路性能稳定,易于调节,应用广泛。     

康铜薄膜测力传感器的模型设计

设计了一种康铜薄膜传感器模型,该模型由硬质合金基体、硬质合金弹性膜片、Al2O3薄膜及康铜薄膜电阻栅构成,为了获得较好的输出电压,康铜薄膜电阻栅与导线连接组成惠斯通电桥。使用有限元分析软件ANSYS对该模型进行了仿真分析,通过改变弹性膜片厚度与所受载荷大小,来比较传感器的不同输出电压,分析结果表明:电阻栅置于弹性膜片最大变形处即中心处,传感器输出灵敏度较高;在相同条件下传感器的输出电压随载荷增加而增加,随着弹性膜片厚度的减小而增大,变化近似呈线性关系。     

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。     

脉冲激光溅射及富-锆PZT薄膜的性能研究

采用脉冲激光溅射方法将PZT/YBCO沉积在LaAlO3(LAO)基底上,所选择的烧结靶材是Pb(Zr0.94Ti0.06)O3+2%Bi2O3.沉积YBCO和PZT薄膜的基底温度分别为710℃和570℃.整体结构PZT/YBCO/LAO在600℃的基底温度下退火15min.本文通过X射线衍射分析观察了薄膜的结晶状态,利用P-V曲线估计PZT薄膜的电学性质,并测量出薄膜的介电常数与频率(ε-f)以及介电损耗与频率(tanδ-f)的关系曲线.     

薄膜磁敏元件基片的选择与制备

本文论述了薄膜磁敏元件对基片的要求，依此要求选择硅和高密度铁氧体为基片，上部制备SiO2作绝缘膜。重点讨论了用射频溅射法制备SiO2膜。文章就溅射条件和膜特性进行了实验，给出实验结果。