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《中国科学院研究生院(电工研究所)》 2006年
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PMNT铁电薄/厚膜及其MEMS致冷器制备工艺的研究

张清涛  
【摘要】:随着MEMS技术的迅速发展,MEMS产品不断向小型化发展,导致热流密度急剧上升,器件的温度迅速增高,严重影响器件的性能,散热问题已经成为MEMS等相关器件发展的关键。在传统冷却技术已经不能满足致冷要求的情况下,利用铁电致冷探索微型MEMS致冷器便有重要的意义。 Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3(PMNT)是目前研究较多的一类材料,它具有较高的热释电系数、相对低的介电常数和损耗,是制备铁电微型MEMS致冷器的首选材料之一。本论文对PMNT薄/厚膜及超细粉体和以PMNT铁电薄/厚膜为致冷介质的铁电MEMS致冷器的制备工艺进行了系统的研究。 首先以醋酸铅、乙酸镁、乙醇铌和钛酸四丁酯为原料,利用Sol-Gel工艺制备出钙钛矿相结构、性能较好的PMNT铁电薄膜。在700℃×1h退火条件下制备的PMNT铁电薄膜25°C下Pr约为2.5μCcm-2,在20~30℃之间热释电系数为10-8C·cm-2·K-1量级。 其次,采用Sol-Gel法和共沉淀法制备了PMNT超细粉体,制备的粉体均具有纯钙钛矿相结构,粒径范围分别为1~5μm和50~100nm。共沉淀法制备的粉体粒度更小,分散性更好,更适合于厚膜的制备。共沉淀法制备粉体过程中,采用带有蠕动泵的毛细管缓慢将溶胶加入到碱性溶液中的方法控制粉体的生成条件,从根本上限制了颗粒的长大,解决了粉体制备周期长、烧结温度高的问题;粉体干燥阶段采用有机溶剂清洗结合红外干燥的方法,解决了常规制备方法中粉体分散性差的局限。 以上工作为基础,利用0-3复合法研究了PMNT铁电厚膜的制备,得到了厚度在2~30μm的PMNT铁电厚膜,无裂纹、致密性好、晶粒分布均匀。退火工艺为700℃×1.5h时,厚度为4μm的膜在20~30℃之间的热释电系数约为10-8C·cm-2·K-1量级。同时研究了分散剂和超声技术对超细粉体在
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(电工研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TM221;TN405

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【引证文献】
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中国硕士学位论文全文数据库 前2条
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
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【共引文献】
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10 王吉会;贺小明;路新春;温诗铸;;等离子辅助沉积DLC膜的结构和微摩擦磨损特性[A];第三届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1998年
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8 刘云燕;ZnO薄膜的表面形貌与应力特性研究[D];山东师范大学;2011年
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4 张科;薄膜/基体系统三维压痕实验力学模型研究[D];郑州大学;2010年
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6 李强;水合肼液相还原法制备纳米铜粉的研究[D];大连理工大学;2010年
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10 吴勤勇;铁电薄膜残余应力X射线衍射测试方法研究[D];湘潭大学;2010年
【同被引文献】
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3 马丽;蒋平;孙瑞琴;淳远;须沁华;;凝胶-模板法制备高比表面积氧化镁[J];催化学报;2009年07期
4 蓝冬雪;林丹;赵会民;马丽;淳远;;以脱脂棉为模板制备高比表面积Al_2O_3-MgO固体酸碱双功能材料[J];催化学报;2011年07期
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【二级引证文献】
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1 柏占;室温磁制冷机的设计和研究[D];华南理工大学;2012年
2 周丹;PMN-0.38PT铁电薄膜的制备及其电学性能研究[D];上海师范大学;2012年
【二级参考文献】
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【相似文献】
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4 组稿 责任编辑 郭易楠;“阳光世博”助推新能源经济[N];上海科技报;2010年
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3 吴勤勇;铁电薄膜残余应力X射线衍射测试方法研究[D];湘潭大学;2010年
4 杨莺;锆钛酸铅铁电薄膜的制备及性能测试[D];西安理工大学;2003年
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6 王敬宇;铁电薄膜、半导体薄膜应力的X射线衍射表征与研究[D];电子科技大学;2011年
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