磁電復合薄膜用壓電材料及靶材研究.pdf

1、磁電復合薄膜能夠實現(xiàn)電能與磁能的轉換，是目前功能材料領域的研究熱點。壓電薄膜是磁電復合薄膜的重要組成部分，應用磁控濺射法制備的壓電陶瓷薄膜與濺射靶材的質量關系密切。因此，研究壓電性能可調控的壓電陶瓷靶材，對壓電薄膜以及磁電復合薄膜的研制具有非常重要的意義。
　　本文以xBi(Mg1/2Ti1/2)O3-(1-x)PbTiO3(BMT-PT)體系和Pb(Zr0.54Ti0.46)O3(PZT)體系壓電陶瓷為基礎，研究了一系列壓電系數(shù)

2、在150到600pC/N之間的陶瓷靶材配方。首先，討論了Sr，La離子對BMT-PT陶瓷的性能影響。研究表明，當BMT的含量x=0.68時，BMT-PT壓電陶瓷處于準同型相界位置。Sr，La離子的少量取代對陶瓷的壓電性能影響不大，但過量的Sr會降低壓電陶瓷的壓電性能。La離子的摻雜能夠顯著提高BMT-PT壓電陶瓷的壓電性能，當La2O3的摻雜量為0.02％wt時，壓電陶瓷的壓電系數(shù)取得了極大值。其次，研究了Sr離子摻雜對PZT壓電陶瓷性

3、能的影響，隨著Sr含量的增大，壓電陶瓷的壓電系數(shù)先增大后減小，當Sr的含量為7%mol時，壓電陶瓷的壓電系數(shù)達到極值。當在PZT中加入過量Pb時，壓電陶瓷的壓電性能得到了進一步提高。
　　本文采用固相燒結法研制了PZT壓電陶瓷靶材。實驗表明，PZT壓電陶瓷樣品的徑向燒成收縮率為14%，根據(jù)收縮率設計了靶材模具。為了提高靶材的致密性和均勻性，采用冷等靜壓法壓制坯體。通過熱重分析和燒結試驗確定了制作靶材的燒結溫度、成型壓力等參數(shù)。最終