0-3型KNN/PVDF压电复合材料薄膜的制备与表征
发布时间：2022-02-19 19:23
随着科学技术的发展,现代工业开始需求集成化的电子元器件,而尺度为微纳米级的压电薄膜,尤其是结合了压电陶瓷与聚合物的复合材料压电薄膜,得到了各个行业研究学者的广泛关注。然而,目前复合材料压电薄膜所采用的陶瓷相大多为以锆钛酸铅（PZT）为代表的铅基压电陶瓷,对人体与自然环境有一定的危害性,因此需要研究以无铅压电陶瓷作为陶瓷相的压电薄膜。本文以聚偏二氟乙烯（PVDF）作为基体,加入了以水热合成法制备的铌酸钾钠（KNN）粉体作为陶瓷相,以旋转涂覆法制备了复合材料薄膜。之后又通过电晕极化等手段进行处理,并将复合材料薄膜封装为传感器。在此实验过程中,本文以X射线衍射仪,扫描电子显微镜,傅里叶红外光谱仪,阻抗测试仪,动态信号测试仪与力锤等设备,对KNN粉体,KNN/PVDF复合薄膜及其传感器的特性进行了各种测试,并针对测试结果进行了探讨。测试结果表明KNN粉体是尺寸在5μm左右的球形聚集体,为钙钛矿结构,且KNN粉体的生长属于取向连生。通过改变碱液的OH-浓度来控制生成KNN粉体,最终制备出了3μm左右的KNN粉体,以此作为陶瓷相的PVDF复合薄膜,其厚度在2μm左右,表面有分...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 0-3型压电复合材料研究进展
1.3 压电复合材料国内外研究现状
1.3.1 铌酸钾钠(KNN)研究现状
1.3.2 聚偏二氟乙烯(PVDF)研究现状
1.3.3 复合材料薄膜研究现状
1.4 复合材料介电性能模型
1.5 本文的研究内容
第二章 KNN粉体的制备工艺与表征
2.1 引言
2.2 KNN粉体的制备
2.3 X射线衍射分析
2.4 扫描电子显微镜(SEM)形貌分析
2.5 高分辨率透射电镜(HRTEM)形貌分析
2.6 本章小结
第三章 KNN/PVDF复合薄膜的制备工艺与表征
3.1 引言
3.2 KNN/PVDF复合薄膜的制备
3.2.1 实验原料及设备
3.2.2 复合材料薄膜的制备
3.2.3 复合材料薄膜的极化
3.3 KNN/PVDF复合薄膜的表征
3.3.1 微观形貌
3.3.2 介电性能
3.3.3 复合薄膜X射线衍射分析
3.3.4 复合材料薄膜红外光谱分析
3.4 本章小结
第四章 KNN/PVDF复合材料传感器的制备及性能测试
4.1 引言
4.2 复合材料传感器的封装
4.3 传感器性能测试
4.3.1 传感器的压电特性
4.3.2 传感器的频率响应特性
4.3.3 传感器的灵敏度特性
4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]水热法制备陶瓷粉体的研究现状及进展[J]. 梁晓夏,李凤月,邢文文,沈毅,李锋锋. 山东陶瓷. 2016(04)
[2]压电复合材料研究现状[J]. 杜斌,张铭霞,李伶,王重海,周长灵,刘福田. 现代技术陶瓷. 2013(06)
[3]压电材料的研究新进展[J]. 温建强,章力旺. 应用声学. 2013(05)
[4]石墨烯柔性透明导电薄膜的制备[J]. 史永胜,刘丹妮,曹中林,马猛飞,杨巍巍. 液晶与显示. 2013(02)
[5]PVDF薄膜的极化及其电性能研究[J]. 叶芸,郭太良,蒋亚东,黎威智. 电子科技大学学报. 2012(03)
[6]热极化和电晕极化铁电PVDF薄膜的成分和结构[J]. 叶芸,郭太良,蒋亚东,黎威志. 材料研究学报. 2011(04)
[7]压电材料的制备应用及其研究现状[J]. 何超,陈文革. 功能材料. 2010(S1)
[8]新兴尖端技术——纳米发电机和纳米压电电子学[J]. 王中林. 光学与光电技术. 2009(06)
[9]压电陶瓷材料的研究进展与发展趋势[J]. 李环亭,孙晓红,陈志伟. 现代技术陶瓷. 2009(02)
[10]压电式纳米发电机的原理和潜在应用[J]. 王中林. 物理. 2006(11)
硕士论文
[1]铌酸钾钠（KNN）无铅压电薄膜的制备及其改性研究[D]. 张新秀.南京航空航天大学 2017
[2]KNN/P（VDF-TrFE）热释电复合材料与四元红外气体传感器研究[D]. 俞玉澄.电子科技大学 2016
[3]铌酸盐/聚偏二氟乙烯复合薄膜的制备与介电性能研究[D]. 陈高汝.哈尔滨理工大学 2015
[4]PVDF/陶瓷复合材料介电性能研究[D]. 黄鸿.电子科技大学 2015
[5]CCTO/PVDF复合薄膜的制备及介电性能研究[D]. 王芳芳.北京理工大学 2014
[6]PVDF压电薄膜及其传感器的制备与性能研究[D]. 朱金海.哈尔滨工业大学 2011
[7]钛酸钡/聚偏氟乙烯高介电常数复合薄膜的制备与性能研究[D]. 喻玥.北京化工大学 2010
[8]铌酸钾钠基无铅压电陶瓷制备及其织构化技术[D]. 钟亮.哈尔滨工业大学 2008
本文编号：3633480
【文章来源】：大连理工大学辽宁省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 0-3型压电复合材料研究进展
1.3 压电复合材料国内外研究现状
1.3.1 铌酸钾钠(KNN)研究现状
1.3.2 聚偏二氟乙烯(PVDF)研究现状
1.3.3 复合材料薄膜研究现状
1.4 复合材料介电性能模型
1.5 本文的研究内容
第二章 KNN粉体的制备工艺与表征
2.1 引言
2.2 KNN粉体的制备
2.3 X射线衍射分析
2.4 扫描电子显微镜(SEM)形貌分析
2.5 高分辨率透射电镜(HRTEM)形貌分析
2.6 本章小结
第三章 KNN/PVDF复合薄膜的制备工艺与表征
3.1 引言
3.2 KNN/PVDF复合薄膜的制备
3.2.1 实验原料及设备
3.2.2 复合材料薄膜的制备
3.2.3 复合材料薄膜的极化
3.3 KNN/PVDF复合薄膜的表征
3.3.1 微观形貌
3.3.2 介电性能
3.3.3 复合薄膜X射线衍射分析
3.3.4 复合材料薄膜红外光谱分析
3.4 本章小结
第四章 KNN/PVDF复合材料传感器的制备及性能测试
4.1 引言
4.2 复合材料传感器的封装
4.3 传感器性能测试
4.3.1 传感器的压电特性
4.3.2 传感器的频率响应特性
4.3.3 传感器的灵敏度特性
4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]水热法制备陶瓷粉体的研究现状及进展[J]. 梁晓夏,李凤月,邢文文,沈毅,李锋锋. 山东陶瓷. 2016(04)
[2]压电复合材料研究现状[J]. 杜斌,张铭霞,李伶,王重海,周长灵,刘福田. 现代技术陶瓷. 2013(06)
[3]压电材料的研究新进展[J]. 温建强,章力旺. 应用声学. 2013(05)
[4]石墨烯柔性透明导电薄膜的制备[J]. 史永胜,刘丹妮,曹中林,马猛飞,杨巍巍. 液晶与显示. 2013(02)
[5]PVDF薄膜的极化及其电性能研究[J]. 叶芸,郭太良,蒋亚东,黎威智. 电子科技大学学报. 2012(03)
[6]热极化和电晕极化铁电PVDF薄膜的成分和结构[J]. 叶芸,郭太良,蒋亚东,黎威志. 材料研究学报. 2011(04)
[7]压电材料的制备应用及其研究现状[J]. 何超,陈文革. 功能材料. 2010(S1)
[8]新兴尖端技术——纳米发电机和纳米压电电子学[J]. 王中林. 光学与光电技术. 2009(06)
[9]压电陶瓷材料的研究进展与发展趋势[J]. 李环亭,孙晓红,陈志伟. 现代技术陶瓷. 2009(02)
[10]压电式纳米发电机的原理和潜在应用[J]. 王中林. 物理. 2006(11)
硕士论文
[1]铌酸钾钠（KNN）无铅压电薄膜的制备及其改性研究[D]. 张新秀.南京航空航天大学 2017
[2]KNN/P（VDF-TrFE）热释电复合材料与四元红外气体传感器研究[D]. 俞玉澄.电子科技大学 2016
[3]铌酸盐/聚偏二氟乙烯复合薄膜的制备与介电性能研究[D]. 陈高汝.哈尔滨理工大学 2015
[4]PVDF/陶瓷复合材料介电性能研究[D]. 黄鸿.电子科技大学 2015
[5]CCTO/PVDF复合薄膜的制备及介电性能研究[D]. 王芳芳.北京理工大学 2014
[6]PVDF压电薄膜及其传感器的制备与性能研究[D]. 朱金海.哈尔滨工业大学 2011
[7]钛酸钡/聚偏氟乙烯高介电常数复合薄膜的制备与性能研究[D]. 喻玥.北京化工大学 2010
[8]铌酸钾钠基无铅压电陶瓷制备及其织构化技术[D]. 钟亮.哈尔滨工业大学 2008
本文编号：3633480
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