0.5Ba(Ti0.8Zr0.2)O3-0.5(Ba0.7Ca0.3)TiO3压电薄膜的摩擦、磨损性能

• 作者: 刘治国 孙伟 张艳 殷江 王增梅? 袁国亮 郭新立 陈云飞?
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: BZT-BCT薄膜 纳米摩擦力 纳米压痕 纳米划痕
• 年，卷（期）: 2013,（6）
• 页码范围: 378-384
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.62.066802

摘要

具有准同型相界组分的0.5Ba(Ti0.8Zr0.2)O3-0.5(Ba0.7Ca0.3)TiO3(BZT-0.5BCT)陶瓷,表现出优异的铁电、压电性能,作为一种具有潜在应用前景的无铅压电材料得到广泛关注.本文采用溶胶-凝胶方法在Si(100)基底上制备了BZT-0.5BCT压电薄膜.使用原子力显微镜和扫描电子显微镜测量得到样品的形貌图,形貌图表明该方法制备的无铅压电薄膜表面光滑,晶粒大小均匀、呈半球形,直径为80—100 nm,厚度为1.7μm,膜的内部有气孔.摩擦力实验表明,压电薄膜样品与硅针尖之间存在静电力的作用,导致其摩擦力远大于硅针尖与SiO2之间的摩擦力,但是两者的摩擦系数基本相同.划痕实验表明, BZT-0.5BC薄膜具有很强的法向承载能力,但是切向抗磨损能力差,样品的平均弹性模量为23.64 GPa±5 GPa,其硬度为2.7—4 GPa,两者均略低于压电陶瓷Pb(Zr, Ti)O3材料的体态值.