絲網(wǎng)印刷制備反鐵電厚膜材料及儲能行為的研究.pdf

1、高儲能密度、高儲能效率及快速存放電材料是高功率密度大容量電容器的基礎，與鐵電和線性介電材料相比，反鐵電材料在電場作用下發(fā)生反鐵電-鐵電相變時總是伴隨著巨大的能量存儲與釋放，且相變時間極短，從而更適宜于在高功率密度大容量電容器中得到應用。
　　本文采用絲網(wǎng)印刷工藝，在氧化鋁基片上成功制備了A位摻雜微量稀土元素鑭的(Pb1-3x/2Lax)(ZryTi1-y)O3反鐵電厚膜。采用X射線衍射儀、掃描電鏡（SEM）等手段對反鐵電厚膜材料進

2、行了物相成分、微觀結構的分析。并且采用精密LCR數(shù)字電橋與鐵電綜合測試儀對該材料的介電性能、擊穿場強（BDS）以及電滯回線（P-E）等宏觀電性能進行了測量。為了提高反鐵電厚膜材料的儲能特性，對PZT基反鐵電厚膜燒結工藝進行了研究。發(fā)現(xiàn)在富鉛氣氛下，燒結溫度為850 oC時，PLZT反鐵電厚膜具有較優(yōu)的儲能行為。
　　為實現(xiàn)厚膜的致密化燒結，研究了燒結助劑PbO、ZnO、MgO氧化物與低熔點PbO-B2O3-SiO2玻璃粉對反鐵電厚

3、膜顯微結構及儲能行為的影響。燒結助劑的引入，均能不同程度提高厚膜的致密度及BDS值，而厚膜的介電常數(shù)卻因燒結助劑的引入逐漸降低。綜合分析，低熔點PbO-B2O3-SiO2玻璃粉含量為3wt％時，PLZT反鐵電厚有最高的儲能密度為3.12J/cm3，是未添加燒結助劑的儲能密度的2.1倍。
　　在此基礎上還研究了A位摻雜La的變化及厚度對反鐵電厚膜儲能行為的影響。La的摻雜使得厚膜的電滯回線變得細斜，同時也降低了厚膜的介電常數(shù)。當La