PVDF压电薄膜制备

PVDF压电薄膜

PVDF压电薄膜即聚偏氟乙烯压电薄膜是本世纪70年代在日本问世的一种新型高分子压电材料。到目前为止，世界上只有少数先进国家生产。PVDF压电薄膜是一种柔软、质轻、高韧度塑料薄膜，可以根据需要制成各种形状，厚度的元件。与微电子技术结合，能制成多功能传感元件。

PVDF压电薄膜的应用

o PVDF压电薄膜具有独特的介电效应、压电效应、热电效应。与传

统的压电材料相比具有频响宽、动态范围大、力电转换灵敏度高、机械性能强度高、声阻抗易匹配等特点，并具有重量轻、柔软不脆、耐冲击、不易受水和化学药品的污染、易制成任意形状及面积不等的片或管等优势。在力学、声学、光学、电子、测量、红外、安全报警、医疗保健、军事、交通、信息工程、办公自动化、海洋开发、地质勘探等技术领域应用十分广泛。产品主要有金、银、铝三个品种，膜厚30—500μm，产品形状、面积大小，可根据用户需要确定，是制作改进压力动态传感器和超声、智能探测的新型换能材料。

? PVDF压电薄膜的优点

o PVDF压电膜具有较高的化学稳定性、低吸湿性、高热稳定性、高

抗紫外线辐射能力、高耐冲击、耐疲劳能力，其化学稳定性比陶瓷高10倍，在80℃以下可长期使用。PVDF压电膜质地柔软、重量轻，与水

第31卷第1期

2009年2月

压　电　与　声　光

PIEZOELECTECTRICS&ACOUSTOOPTICS

Vol.31No.1Feb.2009

　　文章编号:100422474(2009)0120094203

铌酸盐无铅压电薄膜的脉冲激光沉积制备研究

陆　雷1,2,肖定全1,赁敦敏1,3,张永彬2,朱建国1

(1.四川大学材料科学与工程学院,四川成都610064;2.中国工程物理研究院,四川绵阳621900;

3.香港理工大学应用物理系,香港九龙)

　　摘　要:采用脉冲激光沉积(PLD)在Pt/Ti/SiO2/Si基片上制备了新型Li0.04(Na0.5K0.5)0.96(Nb0.775Ta0.225)O3

无铅压电陶瓷薄膜,分别利用X2射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)研究了该薄膜的晶体结构及表面形貌,分析研究了制备技术和工艺对薄膜晶体结构及表面形貌的影响。研究结果表明:薄膜的热处理温度和氧气压力对所生长的薄膜影响较大;制备Li0.04(Na0.5K0.5)0.96(Nb0.775Ta0.225)O3薄膜的最佳退火温度和氧气压力分别为650℃和30Pa;利用脉冲激光沉积的Li0.04(Na0.5K0.5)0.96(Nb0.775Ta0.2

第31卷第1期

2009年2月

压　电　与　声　光

PIEZOELECTECTRICS&ACOUSTOOPTICS

Vol.31No.1Feb.2009

　　文章编号:100422474(2009)0120094203

铌酸盐无铅压电薄膜的脉冲激光沉积制备研究

陆　雷1,2,肖定全1,赁敦敏1,3,张永彬2,朱建国1

(1.四川大学材料科学与工程学院,四川成都610064;2.中国工程物理研究院,四川绵阳621900;

3.香港理工大学应用物理系,香港九龙)

　　摘　要:采用脉冲激光沉积(PLD)在Pt/Ti/SiO2/Si基片上制备了新型Li0.04(Na0.5K0.5)0.96(Nb0.775Ta0.225)O3

无铅压电陶瓷薄膜,分别利用X2射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)研究了该薄膜的晶体结构及表面形貌,分析研究了制备技术和工艺对薄膜晶体结构及表面形貌的影响。研究结果表明:薄膜的热处理温度和氧气压力对所生长的薄膜影响较大;制备Li0.04(Na0.5K0.5)0.96(Nb0.775Ta0.225)O3薄膜的最佳退火温度和氧气压力分别为650℃和30Pa;利用脉冲激光沉积的Li0.04(Na0.5K0.5)0.96(Nb0.775Ta0.2

压电薄膜技术

1压电薄膜概述

体材料（单晶和陶瓷）构成的压电器件因受尺寸限制，应用频率一般比较低，压电薄膜可大大提高工作频率。压电薄膜兼有单晶和陶瓷的优点：即表面光滑致密，容易制造，价格低廉，便于调变，性能可靠稳定。此外，使用薄膜，可以通过调节薄膜厚度，基片类型和电极形式来调整器件的性能。更重要的是，使用薄膜可以使压电器件到的平面化和集成化，使压电材料与半导体材料紧密结合，实现压电与载流子、声波与光波的相互作用，制成各种新型压电与声光的单片集成器件。一般压电薄膜可以通过特殊方法实现与微机电系统工艺的结合，制造成为微机电系统意义上的微型传感器和执行器。此类微型传感器贴在物体表面，在机器人上做触觉传感器可感知温度、压力，采用不同模式可以识别边角、棱等几何特征，同时这用材料具有热放电效应，可用做温度传感器。目前，压电陶瓷薄膜已经在惯性器件、声表面波器件等方面得到广泛应用，成为微定位、微驱动的主要解决方法。

常见的压电薄膜材料主要包括具有铁电性的PZT薄膜、BaTiO3薄膜等，以及不具有铁电性的ZnO薄膜、AlN薄膜等。虽然铁电薄膜的压电效应比非铁电性压电薄膜强，但使用较多的还是ZnO和AlN等非铁电薄膜。

该类非铁电性压电薄膜的始于1963年美国Be

溶胶—凝胶法薄膜制备

摘要：随着科学技术的发展和人类社会的进步，人们对物质材料不断提出新的性能要求，材料制备的新方法、新工艺不断被应用。特别是20世纪以来，溶胶—凝胶技术被成功地应用于制备块状多组分凝胶玻璃，得到材料界研究者的广泛关注并获得迅速发展，制备的薄膜具有普通块状材料所不具备的性能。研究溶胶—凝胶制备薄膜技术具有十分重要的意义。本文通过查阅文献，重点研究溶胶—凝胶法制备薄膜的基本原理、工艺以及最新研究方向。通过本次的研究可以看出近几年来薄膜产业发展迅速，薄膜科学技术和薄膜材料已成为材料科学中最为活跃的研究领域之一。现在对溶胶-凝胶过程的许多细节的理解还不全面还需对反应机理成核机理和产品质量的控制等方面进行深入研究。

外文摘要： With the development of science and technology and the progress of human society, people to the material continuously put forward new performance requirements, a new method of material preparation, the new t

aa师范学院材料综合实验报告

实验名称：溶胶-凝胶法制备TiO2薄膜材料

纳米TiO2具有许多特殊功能,如良好的抗紫外线性能、耐化学腐蚀性能和耐热性、白度

好、可见光透射性好以及化学活性高等。TiO2纳米材料还具有净化空气、杀菌、除臭、超亲水性等功能,已广泛应用于抗菌陶瓷,空气净化器、不用擦拭的汽车后视镜等领域,20世纪80年代末纳米发展起来成为主要的纳米材料之一。研究表明,紫外线过量照射人体,会使人的记忆力减退、反应迟钝、视力下降、易失眠等影响。在玻璃上负载TiO2膜可以有效地吸收紫线。本次实验利用溶胶凝胶法制备TiO2纳米薄膜材料，在一定程度上是对TiO2在实际生活中应用的尝试。

一．实验目的

1.了解溶胶-凝胶法制备纳米薄膜材料的应用。

2.掌握溶胶-凝胶法制备纳米薄膜材料的原理以及实际应用。 3.掌握XRD颜射原理以及实际操作技能。 4.掌握根据X-射线衍射图分析晶体的基本方法。

5.二．实验原理

溶胶．凝胶法（Ｓ０１．Ｇｅｌ法，简称S.G法）就是以无机物或金属醇盐作前驱体，在液相将这些原料均匀混合，并进行水解、缩合化学反应，在溶液中形成稳定的透明溶胶体系，溶胶经陈化，胶粒间缓慢聚合，形成三维空间网络结构的凝胶，凝胶网络间充满了失

aa师范学院材料综合实验报告

实验名称：溶胶-凝胶法制备TiO2薄膜材料

纳米TiO2具有许多特殊功能,如良好的抗紫外线性能、耐化学腐蚀性能和耐热性、白度

好、可见光透射性好以及化学活性高等。TiO2纳米材料还具有净化空气、杀菌、除臭、超亲水性等功能,已广泛应用于抗菌陶瓷,空气净化器、不用擦拭的汽车后视镜等领域,20世纪80年代末纳米发展起来成为主要的纳米材料之一。研究表明,紫外线过量照射人体,会使人的记忆力减退、反应迟钝、视力下降、易失眠等影响。在玻璃上负载TiO2膜可以有效地吸收紫线。本次实验利用溶胶凝胶法制备TiO2纳米薄膜材料，在一定程度上是对TiO2在实际生活中应用的尝试。

一．实验目的

1.了解溶胶-凝胶法制备纳米薄膜材料的应用。

2.掌握溶胶-凝胶法制备纳米薄膜材料的原理以及实际应用。 3.掌握XRD颜射原理以及实际操作技能。 4.掌握根据X-射线衍射图分析晶体的基本方法。

5.二．实验原理

溶胶．凝胶法（Ｓ０１．Ｇｅｌ法，简称S.G法）就是以无机物或金属醇盐作前驱体，在液相将这些原料均匀混合，并进行水解、缩合化学反应，在溶液中形成稳定的透明溶胶体系，溶胶经陈化，胶粒间缓慢聚合，形成三维空间网络结构的凝胶，凝胶网络间充满了失

材料名称 密度（g/cm）

F40（ETFE乙烯-四氟乙烯共聚物） 1.70 PVDF（聚偏二氟乙烯） 1.77 PTFE（四氟乙烯） 2.20

3

聚四氟乙烯（PTFE）性能表

2015/7/2 17:22:40 来源：中国建材网 浏览量：6997

名称 密度 结晶度 熔点 热变形温度 维卡软化点 热分解温度 线膨系数（垂直于压力方向） 导热系数 泊松比（25℃）

单位 ㎏/m3 % ℃ ℃ ℃ ℃

指标

2.10-2.30×103 树脂93～97 淬火制品50～65 不淬火制品63～85 3 27 55 110 ＞415

1/℃ 20～60℃ 10.3×10-5

W/m.K

20～100℃ 10.5×10-5 20～150℃ 11.4×10-5 20～200℃ 12.8×10-5 0.256 0.4

折 光 率 吸 水 率 对水的接触角 表面胀力

% 1.37 ＜0.01 114°-115° 18.5×10-5

N/Cm

介电常数（

机械专业中英文文献翻译

运用精密切割技术的新方法制备压电

薄膜微驱动器

摘要：目前，一个新的制备微结构和微驱动器的方法. 它是以精密切割技术和

和水热法制作压电薄膜. 人们普遍认为微切割技术是不适合微零件加工,因为与结构规模相比切削力太大。作者用四轴超精密机床防止切削力过大的问题，成功构造三维立体微结构。甚至连l0微米的轴或者直径为l00微米的螺丝也能制造。在表面的微观结构,压电薄膜是通过水热法镀的。电极样式是通过直接激光束消融法制作的。每个样品制备过程都被介绍，而且微振动陀螺仪被建议应用。在本文中介绍的制作过程，将是一种有效手段对于三维微型驱动器结构。

1.引言

为实现实用的微型电机系统装置、三维结构和驱动机制灵活的制作方法被要求。 一个新的微型驱动器制造技术在本文中被提出。 制作过程分为三个步骤:第一步，微观结构的加工是通过精确切削技术进行的。结构的材料可以挑选以下适合压电薄膜电镀过程的各种金属和塑料能通过精密切割技术加工的材料。 第二步，在结构上，用水热法被用于制造压电薄膜。压电薄膜厚度为10至20微米。第三阶段，电极模板用YAG激光直接图形法来实施。通过这些措施各类微型驱动器都能用压电片来制造。每一个制造步骤都被连续的描叙而且每个制造样

薄膜材料制备原理、技术及应用知识点1

一、 名词解释

1. 气体分子的平均自由程:自由程是指一个分子与其它分子相继两次碰撞之间，经过的直线路程。对个别分子而言，自由程时长时短，但大量分子的自由程具有确定的统计规律。气体分子相继两次碰撞间所走路程的平均值。

2. 物理气相沉积（PVD）：物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，PVD)技术表示在真空条件下，采用物理方法，将材料源——固体或液体表面气化成气态原子、分子或部分电离成离子，并通过低压气体(或等离子体)过程，在基体表面沉积具有某种特殊功能的薄膜的技术。 物理气相沉积的主要方法有，真空蒸镀、溅射镀膜、电弧等离子体镀、离子镀膜，及分子束外延等。发展到目前，物理气相沉积技术不仅可沉积金属膜、合金膜、还可以沉积化合物、陶瓷、半导体、聚合物膜等。 3. 化学气相沉积（CVD）：化学气相沉积(Chemical vapor deposition，简称CVD)是反应物质在气态条件下发生化学反应，生成固态物质沉积在加热的固态基体表面，进而制得固体材料的工艺技术。它本质上属于原子范畴的气态传质过程。

4. 等离子体鞘层电位：等离子区与物体表面的电位差值ΔVp即所谓的鞘层电位。