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本文主要研究静电纺丝法制备PZT、BNT、ZnO三种无机氧化物材料的纳米纤维以及薄膜的实验,对所制备的样品进行了表征分析,最后理论分析了PZT微纳米谐振器在电场激励下的振动情况。
首先,研究了静电纺丝法制备PZT纳米纤维的实验,包括三个部分。第一,静电纺丝法制备图形化PZT纳米纤维,主要是通过使用MEMS工艺制造含有电极的收集板以及在静电纺丝电场中增加辅助电压的方式对传统静电纺丝装置进行改进,从而达到收集有序、定向排列PZT纤维的目的。第二,静电纺丝法制备PZT纳米纤维薄膜,采用金属框架方式收集PZT纤维,连续纺丝后获得致密的纤维薄膜,然后沉积到收集板上。此方法的优点是便于制备各种基底的PZT薄膜,而且能够获得多孔膜结构。第三,静电纺丝法制备单根PZT纤维,采用扫描探针结合金属框架接收的方式获得单根PZT纤维,为制备PZT微纳米谐振器提供了制作方案。
其次,研究了静电纺丝法制备BNT纤维薄膜实验。此实验主要是研究静电纺丝法制备无铅陶瓷纳米纤维以及薄膜,包含溶胶-凝胶法制备BNT薄膜以及静电纺丝法制备BNT纤维两部分。
然后,研究了静电纺丝法制备ZnO纤维的实验。此实验的目的在于采用静电纺丝法制备出金属氧化物纤维。实验中制备出直径均匀的ZnO纤维以及分布致密的ZnO薄膜。
最后,建立了PZT微纳米谐振器模型并分析了其在电场激励下的振动情况,为单根PZT纤维在微电子器件中的应用提供了理论依据。