無(wú)鉛壓電厚膜制備工藝研究.pdf

1、眾所周知，傳統(tǒng)的壓電材料（鋯鈦酸鉛）含有大量的鉛，在制備和使用過(guò)程中，造成了環(huán)境污染和對(duì)人體的傷害。為了保護(hù)環(huán)境免受鉛污染，開(kāi)發(fā)新的無(wú)鉛壓電材料來(lái)替代傳統(tǒng)壓電材料是壓電材料發(fā)展的必然趨勢(shì)。在眾多的無(wú)鉛壓電材料體系中Na0.5Bi0.5TiO3-K0.5Bi0.5TiO3(NBT-KBT)具有很好的壓電特性。同時(shí)，隨著電子元器件向微型化、集成化、多功能化發(fā)展，新型器件需要采用工作電壓低、界面反應(yīng)小的壓電厚膜才能實(shí)現(xiàn)。在現(xiàn)有的各種壓電厚膜制

2、備方法中，絲網(wǎng)印刷法和流延法是制備壓電厚膜較為成功的方法。本論文分別采用水基凝膠流延成型和絲網(wǎng)印刷法對(duì)NBT-KBT壓電厚膜材料進(jìn)行了研究。 采用溶膠－凝膠法制備了NBT-KBT納米粉體。當(dāng)溶膠陳化時(shí)間為36 h，預(yù)燒溫度為650℃，保溫2 h，得到了晶粒分布均勻、晶粒平均尺寸為200 nm的NBT-KBT粉體。研究了溶膠－凝膠法的反應(yīng)歷程，討論了升溫速率、熱處理溫度、陳化時(shí)間對(duì)溶膠－凝膠法制備NBT-KBT粉體粒徑的影響。

3、 分別采用固相法制備的粉體和溶膠－凝膠法制備的粉體，利用凝膠流延成型工藝制備了300 μm厚的NBT-KBT厚膜。研究發(fā)現(xiàn)，采用溶膠－凝膠法制備的粉體可以降低燒結(jié)溫度并提高了壓電性能。厚膜在1120℃燒結(jié)2 h時(shí)，εr=919，tanδ=4.9％(1kHz，25℃)，d33=102 pC/N，kt=20％，Pr=24 μC/cm2，Ec=56 kV/cm2。 采用印刷法制備了Mn摻雜NBT-KBT厚膜，少量的錳摻雜引起了NB