1. 研究目的与意义（文献综述）

由于具有较好的力学性能和稳定的压电性能，压电陶瓷作为一种重要的力、热、电、光敏感功能材料，已经在传感器、超声换能器、微位移器和其它电子元器件等方面得到了广泛的应用 ^[1]。随着微机电系统（mems）的快速发展及市场前景越来越好，对 mems产品可靠性、经济性、高效性等方面的要求越来越高，从而对 mems中所材料的性能也提出了更多的要求，对 mems中各种微细加工方法也提出了更高精度、更高效率等方面的要求。

锆钛酸铅（pzt）陶瓷是 mems中最为常用的功能材料之一，它不仅可以作为高性能的驱动材料，也可以作为高灵敏度的传感材料；同时作为一种铁电材料，pzt 还具有铁电性、热释电效应、电光效应、声光效应、光折变效应和其他非线性光学效应等，在微电子和光电子等技术领域也显示出十分重要的现实应用以及潜在应用的前景。目前，随着 pzt 陶瓷制备方法的不断发展，各种基于 pzt 陶瓷的 mems 微器件被成功开发出来。但是仍存在一些问题限制了pzt陶瓷更好、更广的应用。比如，溶胶-凝胶法制备pzt薄膜过程中，热处理时间过长、效率较低；使用普遍的pzt薄底电极pt其价格昂贵，与钙钛矿相铁电体兼容性较差，长时间高温热处理使铁电体界面出现扩散现象，易表现出明显的疲劳特性以及其不透光性限制了pzt 薄膜在某些方面的应用；满足更高驱动能力的高质量pzt厚膜制备困难，实现pzt厚膜高精度、高效率的图形化相对较难等 ^[2]。

陈光琦，牟国洪等人总结了目前关于pzt压电陶瓷粉体的制备技术^[3][4]。为了克服目前pzt压电陶瓷的弊端，大量科研人员进行了深入研究。宋深海等人的研究，降低了pzt压电陶瓷的预烧温度^[5]，减少了高温下铅元素的挥发，使得元素计量配比更加精准;李瑛娟等人探究了不同的zr/ti配比对pzt压电陶瓷性能的影响^[6]；张元松等人进一步的探究了不同的zr/ti配比下sr掺杂对陶瓷性能的改进情况^[7]。李丹等人从研磨技术方面探究了pzt压电陶瓷的改性^[8]，陈森等人探究了高温烧结温度对pzt压电陶瓷的改性^[9]。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

材料制备：以pb3o4、tio2、zro2为原料经过球磨，预烧，造粒，烧结制备pzt压电陶瓷。

材料表征：对不同温度下烧结的不同zr/ti配比的pzt压电陶瓷进行结构与电化学性能测试，通过xrd、sem等表征手段对其形貌及其结构进行表征，测试d33以及交流阻抗图对其进行电学性能评估。

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第4－7周：按照设计方案，制备材pzt粉体及陶瓷。

第8－12周：用xrd、sem、p-e工作站，阻抗分析仪，d33测试仪等测试技术对材料的相结构、形貌及电学性能进行表征；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]杨高峰.压电报警器pzt压电陶瓷的制备研究[j].佛山陶瓷,2016,26(10):26-30.

[2]刘爽. 锆钛酸铅（pzt）陶瓷材料相关技术与应用研究[d].中国科学技术大学,2009.

[3]陈光琦,苏兴华,皇晓辉,白鸽,张静,周杰,蒋星月.锆钛酸铅纳米陶瓷粉体制备方法的研究进展[j].中国陶瓷,2017,53(05):1-5.