基于場致相變應(yīng)變效應(yīng)的反鐵電厚膜微懸臂梁驅(qū)動構(gòu)件研究.pdf

1、在外電場誘導(dǎo)作用下，反鐵電材料由反鐵電態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)殍F電態(tài)，同時伴隨著材料體積的巨大變化，從而引起極大的相變應(yīng)變效應(yīng)，且相變時間極短，因此基于反鐵電材料的外場誘導(dǎo)的相變應(yīng)變效應(yīng)，利用MEMS技術(shù)實(shí)現(xiàn)反鐵電材料與硅微器件的異質(zhì)集成，將為快速響應(yīng)、大位移量微執(zhí)行器的研發(fā)開辟一種新途徑。本論文針對(Pb,La),(Zr,Ti)O3反鐵電厚膜的制備工藝及相變行為進(jìn)行了詳細(xì)的研究，并利用MEMS工藝實(shí)現(xiàn)了基于該材料的微懸臂梁驅(qū)動構(gòu)件，并對其響應(yīng)執(zhí)行能力

2、進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，旨在為反鐵電材料在新型功能材料器件的實(shí)際應(yīng)用中提供實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)和理論指導(dǎo)。
　　采用溶膠-凝膠技術(shù)成功實(shí)現(xiàn)了3-5μm的反鐵電厚膜異質(zhì)集成制造工藝，探索了溶膠濃度、熱處理工藝，退火溫度對反鐵電厚膜結(jié)構(gòu)和介電性能的影響，結(jié)果表明：0.4mol/L溶膠濃度，多步循環(huán)退火工藝、700oC退火溫度適合制備反鐵電厚膜。
　　通過電場調(diào)控溫度誘導(dǎo)相變和溫度調(diào)控電場誘導(dǎo)相變行為的研究得到：在電場調(diào)控作用下，厚膜隨著溫度的升高

3、發(fā)生反鐵電-鐵電相變和鐵電-順電相變，且隨著電場增大，相變溫度差增大；通過高斯多峰擬合，對反鐵電厚膜的溫度誘導(dǎo)相變曲線進(jìn)行擬合并得到兩個相變峰，由溫度調(diào)控電場誘導(dǎo)反鐵電-鐵電相變曲線表明這兩個峰分別為反鐵電-鐵電相變峰和鐵電-順電相變峰。結(jié)果表明：反鐵電厚膜中一直存在反鐵電-鐵電相變峰和鐵電-順電相變峰，且隨著電場增大兩相變峰差增大。
　　通過 MEMS工藝加工出基于反鐵電厚膜的微懸臂梁驅(qū)動構(gòu)件，并對其響應(yīng)執(zhí)行性能進(jìn)行了系統(tǒng)的研究