低溫共燒PZT基壓電陶瓷的研究及多層器件的制備.pdf

1、低溫共燒多層壓電陶瓷具有體積小、性能高等優(yōu)點(diǎn)，在集成電路等方面具有廣泛的應(yīng)用。多層低溫共燒陶瓷技術(shù)的關(guān)鍵是選擇在較低溫度燒結(jié)時(shí)具有較高綜合性能的陶瓷基體，并可用流延等方法制備高質(zhì)量的具有一定厚度的流延生片。Pb(Zr0.53,Ti0.47)O3-Sr(K0.25,Nb0.75)O3(PZT-SKN)陶瓷具有高的壓電性能（d33=445pC/N）和高的居里溫度（TC=356℃），是制作低溫共燒多層器件的理想材料。本論文根據(jù)鈮酸鉀鈉(Na0

2、.5K0.5)NbO3陶瓷的組成，在PZT-SKN的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，研制了一種新的體系：Pb(Zr0.53,Ti0.47)O3-Sr(Na0.25,Nb0.75)O3(PZT-SNN)。通過(guò)探討SKN/SNN含量、燒結(jié)溫度、CuO含量及潮解性能對(duì)陶瓷微觀形貌和各方面性能的影響，確定了最佳的成分和燒結(jié)工藝，并利用流延法制備了低溫共燒多層陶瓷器件，對(duì)其進(jìn)行了性能測(cè)試。
　　首先，利用傳統(tǒng)固相法制備了PZT-SKN和PZT-SNN壓電陶

3、瓷，通過(guò)分析其微觀結(jié)構(gòu)和壓電、介電等性能，得出當(dāng)SKN含量為1wt％、SNN含量為2wt%，并且陶瓷在1175℃燒結(jié)時(shí)，兩體系具有最優(yōu)性能。當(dāng)添加1wt%的CuO時(shí)，0.98PZT-0.02SNN陶瓷的燒結(jié)溫度可降到900℃，其性能為：ρ=7.67g/cm3、d33=316pC/N、kp=0.49、εr=2260、Qm=134.44、tanδ=0.012、TC=353℃。此成分的壓電陶瓷可以用于制作內(nèi)電極為Ag的低溫共燒疊層器件。此外，

4、通過(guò)對(duì)比兩個(gè)體系的潮解性能，發(fā)現(xiàn)PZT-SNN系陶瓷的耐潮解性能比PZT-SKN體系好。
　　其次，通過(guò)探索漿料制備工藝，利用流延法制備出了厚度約為60μm的流延生片，其表面光潔度較好，沒(méi)有氣泡、裂紋等缺陷，且可以很完整的從流延塑膜上揭取下來(lái)，可用于制備疊層器件。
　　最后，通過(guò)確定合適的絲網(wǎng)印刷工藝和疊層、燒結(jié)工藝，成功制備出了疊層器件。觀察其顯微形貌可知，陶瓷層和內(nèi)電極銀層厚度均勻，且兩者之間的分界線很明顯。內(nèi)電極銀層未