PZT/CFO层状电磁薄膜材料制备及其力电磁性能鼓包测试表征

发布时间：2023-10-06 18:25

　　多铁材料是一类具有铁电、铁磁或磁电效应等多种性能的多功能材料,在存储器、传感器、能量转换、驱动器、光学器件以及微机电系统等领域具有广阔的应用前景。随着应用范围不断扩大,工作环境越来越复杂,当应力与电磁同时作用时,电磁器件的性能以及使用可靠性会受到很大影响。此外多铁材料在制备过程中会不可避免的产生孔洞、裂纹等缺陷,导致性能的降低或者失效。因此,研究力电磁之间的相互作用以及在力电磁多场耦合对多铁材料性能的影响是十分必要的。本文完善了力电磁鼓包测试装置,发展了一种效率更高,性能更优的鼓包薄膜制备方法,先后完成了Pb(Zr0.52Ti0.48)O3(PZT)薄膜,CoFe2O4(CFO)薄膜以及Pb(Zr0.52Ti0.48)O3/CoFe2O4薄膜材料的力电磁耦合测试分析,具体研究内容归纳如下:(1)发展了一种以联氨为腐蚀液的化学刻蚀法制备鼓包薄膜样品。分别研究了联胺、四甲基氢氧化铵、氢氧化钾三种腐蚀液的刻蚀效果。联氨溶液在温度为90℃,浓度为64%时,腐蚀硅的速率为0.53μm/min,速率较快。联氨几乎不与二氧化硅反应,可以使用较薄的二氧化硅作为掩膜层。并且联氨溶液价格低廉,配制简单,可...

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 多铁材料简介
        1.1.1 多铁材料
        1.1.2 磁电效应
        1.1.3 磁电材料的组合方式
    1.2 磁电材料的应用
    1.3 研究现状
    1.4 本文的主要工作
第2章 新型多场耦合鼓包测试平台
    2.1 鼓包法原理
    2.2 鼓包多功能测试仪器
        2.2.1 鼓包力学测试平台
        2.2.2 电学加载与测试系统
    2.3 磁学加载与测试系统
        2.3.1 基于SMOKE原理的磁场测试系统
        2.3.2 磁场加载系统
    2.4 本章小结
第3章 PZT、CFO薄膜的制备及力电性能鼓包测试
    3.1 溶胶凝胶法制备PZT薄膜及CFO薄膜
        3.1.1 溶胶凝胶法的原理
        3.1.2 实验设备
        3.1.3 实验原材料
        3.1.4 工艺流程
    3.2 PZT、CFO薄膜的结构表征与性能测试
        3.2.1 X射线衍射(XRD)
        3.2.2 扫描电镜测试(SEM)
        3.2.3 电学性能测试
        3.2.4 磁学性能测试
    3.3 PZT鼓包样品的制备
        3.3.1 硅基化学腐蚀
        3.3.2 薄膜鼓包试样制备方法及步骤
        3.3.3 硅基腐蚀的形貌
    3.4 PZT薄膜力电耦合鼓包测试
        3.4.1 不同油压下PZT的电学性能测试
        3.4.2 不同电压下PZT的力学测试
        3.4.3 不同电压下PZT的弹性模量
    3.5 本章小结
第4章 PZT/CFO薄膜材料制备及电磁性能鼓包测试
    4.1 溶胶凝胶法制备PZT/CFO层状电磁薄膜
    4.2 PZT薄膜材料的结构表征与性能测试
        4.2.1 X射线衍射(XRD)
        4.2.2 扫描电镜测试(SEM)
        4.2.3 电学性能测试
        4.2.4 磁学性能测试
    4.3 PZT/CFO鼓包样品的制备及硅基腐蚀形貌
    4.4 PZT/CFO复合薄膜力电和力磁耦合的鼓包测试
        4.4.1 不同油压下PZT/CFO的电学测试
        4.4.2 不同电场下PZT/CFO的力学测试
        4.4.3 不同电场下PZT/CFO的弹性模量
        4.4.4 不同磁场下PZT/CFO的力学测试
        4.4.5 不同磁场下PZT/CFO的弹性模量
    4.5 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
附录A：个人简历、在校期间发表的学术论文与研究成果



本文编号：3852231