【摘 要】
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随着MEMS技术的兴起,厚度>1μm的PZT陶瓷厚膜的制备和性能研究成为一个十分活跃的领域.该论文旨在探索Sol-Gel工艺制备PZT陶瓷厚膜的方法,并在此基础上研究PZT厚膜的成膜机理
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随着MEMS技术的兴起,厚度>1μm的PZT陶瓷厚膜的制备和性能研究成为一个十分活跃的领域.该论文旨在探索Sol-Gel工艺制备PZT陶瓷厚膜的方法,并在此基础上研究PZT厚膜的成膜机理和性能.该论文工作采用Sol-Gel工艺,用多种方法在Pt/Si衬底上制备了PZT陶瓷厚膜,研究了溶液配制中的溶胶化学、热处理过程中的物理、化学变化,阐明了成膜机理,并在此基础上追求工艺的优化,制备出了厚度1μm到10μm以上的不开裂的PZT陶瓷膜.重点探讨了Sol-Gel工艺中防止膜层开裂的机制,提出了"表面蒸发层"的模型解释不开裂的单层最大厚度的存在.独创了一次性热处理法制备PZT厚膜的工艺,大大简化了制备工艺过程.采用0-3复合法制备了单层1μm,总厚度10μm以上的PZT膜.溶液中粉体的存在释放了加热过程中膜内部产生的应力,同时减小了加热时的体积收缩,从而防止了开裂.在0-3复合法中,采用较低温度热处理的粉体,并提高退火温度,可以有效地改善膜的微结构.研究了PZT厚膜的铁电、介电性能及其与制备工艺条件和膜的微结构的关系.该论文工作中制备的PZT陶瓷厚膜表现出良好的铁电、介电性能,并具有一定的压电性能.
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