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P(VDF-TrFE)基无铅热释电复合材料研究

作　者: 卢琳
导　师: 姜胜林
学　校: 华中科技大学
专　业: 微电子学与固体电子学
关键词: P(VDF-TrFE) 热释电复合材料流延法 BNKT KNN-LS 三相复合
分类号: TM282
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

具有良好柔韧性的热释电复合材料兼具热释电陶瓷和聚合物两相的优点,从而引起越来越多研究者的兴趣。本论文选用聚偏氟乙烯-三氟乙烯(P(VDF-TrFE))为基体,开展了对P(VDF-TrFE)共聚物基热释电复合材料的研究工作,主要研究内容如下：根据“硬性”掺杂能降低陶瓷介电常数和损耗的原理对钛酸铋钠钾(BNKT)压电陶瓷材料进行改性研究,并且比较了微波烧结与马弗炉烧结工艺。结果表明普通烧结的Mn02掺杂量为0.8mo1.%的陶瓷综合性能达到最佳：tanδ=0.016、ε。=604.4、d33=133pC／N、Kp=0.311、Qm=329.79、Nr=2982.1 Hz·m、p=17×10-4C／m2K、FD=6.56×10-5 Pa-0.5。根据改变Na、K比例可以调整材料居里温度的原理对0.95KxNa(1-x)NbO3-0.05Li2bO3 (KNN-LS)热释电陶瓷材料展开研究。结果表明当x=0.45时,KNN-LS陶瓷综合性能最佳：tanδ=0.0447、εr=891.267、d33=222pC／N、Kp=0.43517、Qm=64.72、Nr=2830.08、p=33×10-4C／m2K、FD=0.38×10-5Pa-。5。研究了陶瓷体积分数对BNKT/P(VDF-TrFE)热释电复合材料的影响,当陶瓷体积含量为20%时,热释电复合材料的综合性能最佳。并且研究了不同厚度KNN-LS/ P(VDF-TrFE)复合材料的性能,结果表明当厚度为92μm时,综合性能取得最佳值。此外,还探讨了不同陶瓷粒度对复合材料性能的影响：不同球磨工艺所制得的陶瓷粉体对热释电复合材料的影响；比较了由固相合成和液相包覆法制备的纳米BNKT-0.8%Mn陶瓷粉体对复合材料性能的影响。用预烧粉取代陶瓷粉制备的热释电复合材料。结果表明预烧粉制备的复合材料具有较好的电学性能；且在950℃预烧的粉体制备的热释电复合材料综合性能最好：tanδ=3.1%,εr=23.864,d33=4 pC／N,p=5.7×10-4C／m2K,FD=9.6×10-5Pa-0.5。采用流延法制备(BNKT,KNN-LS)/P(VDF-TrFE)三相复合材料和(陶瓷粉,预烧粉)/P(VDF-TrFE)三相热释电复合材料。结果表明,当两种陶瓷粉体积含量均为10%时三相热释电复合材料的电性能最佳；预烧粉能起到改善热释电复合材料界面的作用,使热释电复合材料性能得到优化。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-18
  1.1 引言  9-11
  1.2 热释电材料  11-13
  1.3 热释电复合材料  13-14
  1.4 选题的目的和意义  14-16
  1.5 选题研究内容  16-18
2 无铅热释电材料研究  18-40
  2.1 引言  18-19
  2.2 钛酸铋钠钾BNKT热释电陶瓷研究  19-30
  2.3 铌酸钠钾-锑酸锂(KNN-LS)热释电陶瓷研究  30-39
  2.4 小结  39-40
3 P(VDF-TrFE)基热释电复合材料研究  40-63
  3.1 引言  40
  3.2 热释电复合材料的制备  40-42
  3.3 陶瓷体积含量对热释电复合材料的影响  42-46
  3.4 厚度对热释电复合材料性能的影响  46-48
  3.5 高性能热释电复合材料研究  48-53
  3.6 陶瓷尺寸对热释电复合材料性能的影响  53-58
  3.7 陶瓷粉、预烧粉对热释电复合材料性能的影响  58-61
  3.8 小结  61-63
4 三相热释电复合材料研究  63-69
  4.1 引言  63-64
  4.2 三相热释电复合材料制备工艺  64-65
  4.3 (BNKT,KNN-LS)/P(VDF-TrFE)热释电复合材料电性能研究  65-66
  4.4 (陶瓷粉,预烧粉)/P(VDF-TrFE)热释电复合材料电性能研究  66-68
  4.5 小结  68-69
5 结论  69-71
致谢  71-72
参考文献  72-76
附录攻读硕士学位期间发表论文  76

P(VDF-TrFE)基无铅热释电复合材料研究

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