PMS-PNN-PT壓電厚膜材料性能的研究.pdf

1、壓電厚膜材料是20世紀(jì)90年代發(fā)展起來(lái)的一種新型功能材料，它兼顧了塊體材料和薄膜材料的優(yōu)點(diǎn)，具有良好的壓電、介電和熱釋電性能。 本文綜述了國(guó)內(nèi)外壓電材料的研究進(jìn)展，對(duì)壓電陶瓷的壓電效應(yīng)、產(chǎn)生機(jī)理及其主要性能參數(shù)做了簡(jiǎn)要的介紹，并對(duì)壓電厚膜的制備技術(shù)及其應(yīng)用做了較為詳細(xì)的總結(jié)。 實(shí)驗(yàn)采用絲網(wǎng)印刷的方法在A12O3基板上制備出了壓電性能較好的PMS-PNN-PT厚膜，厚膜的厚度在50～80μm之間，主要性能參數(shù)分別為p=6.

2、0g/cm3、d33=63.5pC/N、Kt=0.52、εr=143、tgδ=0.009、Qm=734。 研究壓電厚膜的燒結(jié)工藝(燒結(jié)溫度、保溫時(shí)間、燒結(jié)氣氛)對(duì)其相結(jié)構(gòu)、顯微形貌及電性能的影響。利用XRD和SEM分析了材料的相組成和顯微結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)表明，在密封埋粉的PbO氣氛中、燒結(jié)溫度T=1040℃、保溫時(shí)間t=60min時(shí)得到的PMS-PNN-PT厚膜燒結(jié)樣品，具有較好的顯微形貌和優(yōu)良的壓電性能。 研究極化條件(極化

3、場(chǎng)強(qiáng)、極化溫度、極化時(shí)間)對(duì)PMS-PNN-PT壓電厚膜性能的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在極化場(chǎng)強(qiáng)為4.0kV/mm、極化溫度為120℃、極化時(shí)間為5min時(shí)，壓電厚膜綜合性能良好。 為了提高PT基厚膜材料的機(jī)械品質(zhì)因數(shù)Qm和介電常數(shù)εr，滿足大功率壓電變壓器的要求，在組分中同時(shí)添加少量的Pb(Mn1/3Sb2/3)O3和Pb(Ni1/3Nb2/3)O3，研究PMS/PNN相對(duì)量的變化對(duì)PMS-PNN-PT壓電厚膜顯微結(jié)構(gòu)和性能的影響。利

4、用XRD和SEM分析了材料的相組成和顯微結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明：樣品在預(yù)燒階段，隨著PMS/PNN相對(duì)量中PMS量的增加，厚膜的二次預(yù)燒粉料中出現(xiàn)了少量的焦綠石相，這是由PMS結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定引起的；樣品燒結(jié)以后，隨著PMS/PNN中PMS含量的不斷增加，樣品的顯微形貌發(fā)生了很大變化，電性能先變好后變差，當(dāng)PMS/PNN=0.03/0.05(mol/mol)時(shí)，達(dá)到最佳值。 研究SiO2作為緩沖層對(duì)PMS-PNN-PT壓電厚膜的顯微結(jié)構(gòu)及壓