[发明专利]高逆压电系数的钛酸铋钠基无铅压电薄膜及其制备方法

权利要求书

1.高逆压电系数的钛酸铋钠基无铅压电薄膜，其特征在于，该无铅压电薄膜化学组成为(0.94-x)Bi_0.5Na_0.5TiO₃–0.06BaTiO₃–xBiInO₃，其中x为摩尔分数，x＝0～0.015，且不为0；

钛酸铋钠基无铅压电薄膜的厚度为300～500纳米；

采用金属有机物热分解法制备得到前驱体并涂覆在基片上，包括：

称取正四丁醇钛和乙酰丙酮并将其溶于乙二醇甲醚，室温搅拌得到前驱体溶液A；

称取硝酸铋或其水合物、乙酸钠或其水合物、乙酸钡和硝酸铟或其水合物并将其溶于乙酸，20～70℃搅拌得到前驱体溶液B；

将前驱体溶液A和前驱体溶液B混合，加入氨水调节pH值至溶质完全溶解，加入乙酸将混合溶液的浓度调整为0.1～0.4摩尔/升后在室温下搅拌制得前驱体溶液；

将基片清洗干净并吹干；

将制备得到的前驱体溶液涂覆在基片上，制备得到具有高逆压电系数的钛酸铋钠基无铅压电薄膜。

2.根据权利要求1所述的高逆压电系数的钛酸铋钠基无铅压电薄膜，其特征在于，x的取值优选为0.005。

3.如权利要求1或2所述的高逆压电系数的钛酸铋钠基无铅压电薄膜的制备方法，其特征在于，采用金属有机物热分解法制备得到前驱体并涂覆在基片上，包括：

称取正四丁醇钛和乙酰丙酮并将其溶于乙二醇甲醚，室温搅拌得到前驱体溶液A；

称取硝酸铋或其水合物、乙酸钠或其水合物、乙酸钡和硝酸铟或其水合物并将其溶于乙酸，20～70℃搅拌得到前驱体溶液B；

将前驱体溶液A和前驱体溶液B混合，加入氨水调节pH值至溶质完全溶解，加入乙酸将混合溶液的浓度调整为0.1～0.4摩尔/升后在室温下搅拌制得前驱体溶液；

将基片清洗干净并吹干；

将制备得到的前驱体溶液涂覆在基片上，制备得到具有高逆压电系数的钛酸铋钠基无铅压电薄膜。

4.根据权利要求3所述的高逆压电系数的钛酸铋钠基无铅压电薄膜的制备方法，其特征在于，所述基片为Pt/TiO_x/SiO₂/Si基片。

5.根据权利要求4所述高逆压电系数的钛酸铋钠基无铅压电薄膜的制备方法，其特征在于，清洗基片时，首先在丙酮中超声清洗，然后在蒸馏水中超声清洗，最后在乙醇中超声清洗。

6.根据权利要求4所述高逆压电系数的钛酸铋钠基无铅压电薄膜的制备方法，其特征在于，清洗后的基片用高纯氮气吹干或用匀胶机高速甩干。

7.根据权利要求3所述高逆压电系数的钛酸铋钠基无铅压电薄膜的制备方法，其特征在于，采用旋转涂覆在基片上涂覆前驱体溶液，在室温下在清洗吹干的基片上进行一次旋转涂覆，旋转速度为2000～4000转/分钟，匀胶时间为20～60秒；涂覆完成后，在100～250℃下热处理3～5分钟，在350～450℃下热处理3～5分钟，在700～750℃下热处理5～10分钟，上述热处理操作循环数次，至薄膜厚度达到预期，最终在700～750℃下退火处理30～60分钟完成涂覆。