低温共烧PZT基压电陶瓷的研究及多层器件的制备

发布时间：2018-05-18 06:50

  本文选题：PZT-SKN + PZT-SNN　； 参考：《南京航空航天大学》2015年硕士论文

【摘要】：低温共烧多层压电陶瓷具有体积小、性能高等优点,在集成电路等方面具有广泛的应用。多层低温共烧陶瓷技术的关键是选择在较低温度烧结时具有较高综合性能的陶瓷基体,并可用流延等方法制备高质量的具有一定厚度的流延生片。Pb(Zr0.53,Ti0.47)O3-Sr(K0.25,Nb0.75)O3(PZT-SKN)陶瓷具有高的压电性能(d33=445p C/N)和高的居里温度(TC=356℃),是制作低温共烧多层器件的理想材料。本论文根据铌酸钾钠(Na0.5K0.5)Nb O3陶瓷的组成,在PZT-SKN的基础上进行改进,研制了一种新的体系:Pb(Zr0.53,Ti0.47)O3-Sr(Na0.25,Nb0.75)O3(PZT-SNN)。通过探讨SKN/SNN含量、烧结温度、Cu O含量及潮解性能对陶瓷微观形貌和各方面性能的影响,确定了最佳的成分和烧结工艺,并利用流延法制备了低温共烧多层陶瓷器件,对其进行了性能测试。首先,利用传统固相法制备了PZT-SKN和PZT-SNN压电陶瓷,通过分析其微观结构和压电、介电等性能,得出当SKN含量为1 wt%、SNN含量为2 wt%,并且陶瓷在1175℃烧结时,两体系具有最优性能。当添加1 wt%的Cu O时,0.98PZT-0.02SNN陶瓷的烧结温度可降到900℃,其性能为:ρ=7.67g/cm3、d33=316 p C/N、kp=0.49、εr=2260、Qm=134.44、tanδ=0.012、TC=353℃。此成分的压电陶瓷可以用于制作内电极为Ag的低温共烧叠层器件。此外,通过对比两个体系的潮解性能,发现PZT-SNN系陶瓷的耐潮解性能比PZT-SKN体系好。其次,通过探索浆料制备工艺,利用流延法制备出了厚度约为60μm的流延生片,其表面光洁度较好,没有气泡、裂纹等缺陷,且可以很完整的从流延塑膜上揭取下来,可用于制备叠层器件。最后,通过确定合适的丝网印刷工艺和叠层、烧结工艺,成功制备出了叠层器件。观察其显微形貌可知,陶瓷层和内电极银层厚度均匀,且两者之间的分界线很明显。内电极银层未出现流渗的现象。极化后测其压电性能可知,叠层器件的压电常数d33值随着层数的增加逐渐增加,且基本呈线性关系。同时,通过搭建实验平台,测得叠层器件的变形量和其产生的电压呈正比,说明其具有较好的传感性能,可利用其制作压电传感器。
[Abstract]:Low temperature co-fired multilayer piezoelectric ceramics have many advantages, such as small size, high performance and so on, so they are widely used in integrated circuit and so on. The key of multi-layer low temperature co-fired ceramic technology is to select ceramic matrix with high comprehensive properties when sintering at lower temperature. The high quality cast wafer with a certain thickness, I. e., PbHZ Zr0.53Ti0.47O3-SrK0.25Nb0.75O3PZT-SKN) ceramics have high piezoelectric properties and high Curie temperature TC356 鈩，

本文编号：1904855