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溶胶凝胶法制备PMNT薄膜及性能研究的开题报告
开题报告
一、选题背景
压电陶瓷具有压电效应、压电劈裂效应、薄膜形变等特殊性能，因此被广泛应用于声电转换、传感器、电子滤波器、压电陶瓷超声换能器、超声成像、无线电波振荡器、压电陶瓷电容器等领域。其中，PMNT是一种性能优异的压电材料，其相对介电常数高、介电损耗小、压电常数高、机械品质因数（Q值）高等特点，使得其在通信领域、医疗器械、声学音频和光学等领域得到广泛应用。因此，对PMNT的研究和制备具有重要意义。溶胶凝胶法是一种新型的陶瓷材料制备方法，其制备工艺简便，制备条件温和，能够得到高质量的薄膜。因此，利用溶胶凝胶法制备PMNT薄膜进行性能研究具有重要意义。
二、选题目的与意义
本研究旨在通过溶胶凝胶法制备PMNT薄膜，研究其压电性能、介电性能、微观结构等性质，为进一步探究PMNT材料的性能及其应用提供理论和实验基础。通过该研究，能够更深入地了解PMNT的物理化学性质，为其在新型传感器、电声换能器、人工听觉、超声成像等领域的应用提供技术支撑。
三、研究内容
1.溶胶凝胶法制备PMNT薄膜；
2.测量PMNT薄膜的压电性能、介电性能；
3.利用扫描电子显微镜（SEM）等技术观察PMNT薄膜的微观结构，并分析其影响性能的因素；
4.探究PMNT薄膜的应用前景。
四、研究方案
1.准备所需材料：Pb（NO3）2、Mg（NO3）2、Nb（OC2H5）5、Ti（OC4H9）4、石英基片、乙醇、去离子水等；
2.制备PMNT溶胶：将Pb（NO3）2、Mg（NO3）2、Nb（OC2H5）5、Ti（OC4H9）4分别与乙醇、去离子水混合，调整混合比例，并在球磨机中混合制备PMNT溶胶；
3.涂覆PMNT溶胶：将PMNT溶胶涂覆在石英基片上，并利用旋涂机进行旋转，使其形成均匀的PMNT涂层；
4.完成凝胶转化：将涂有PMNT溶胶的石英基片在120℃的温度下烘烤2h，然后在700℃的温度下烧结2h，形成PMNT薄膜；
5.测量PMNT薄膜的压电性能、介电性能：采用恒定电压法和恒定电场法测定PMNT薄膜的压电常数和介电常数；
6.利用扫描电子显微镜（SEM）等技术观察PMNT薄膜的微观结构，并分析其影响性能的因素；
7.探究PMNT薄膜的应用前景。
五、进度安排
|时间|工作内容|
|-----------|--------------------|
|第一周-第二周|文献查找、资料整理、制备PMNT涂层|
|第三周-第四周|完成PMNT薄膜的烧结、测量PMNT薄膜的压电性能、介电性能|
|第五周-第六周|利用SEM等技术观察PMNT薄膜的微观结构、分析影响PMNT薄膜性能的因素|
|第七周-第八周|对PMNT薄膜的应用前景进行探究|
|第九周|写作开题报告|
|第十周-第十二周|编写毕业论文|
六、参考文献
1.Zhang,B.Y.,Han,X.V.,Li,D.Z.,Zhu,S.J.,&Zhang,Y.M.(2010).PreparationandcharacterizationofPMN–PTpowdersandthinfilmsbysol–gelmethod.CeramicsInternational,36(5),1643-1650.
2.Shi,H.,Wei,X.,He,X.,Li,M.,&Shi,S.(2015).PreparationandpropertiesofPMNTceramicsbysol-gelmethod.JournalofMaterialsScience:MaterialsinElectronics,26(9),7534-7542.
3.Zhu,S.,Shi,H.,He,X.,&Cui,J.(2015).Thesol-gelsynthesisofleadmagnesiumniobate-leadtitanateultrafinepowdersandthinfilms.MaterialsLetters,139,54-57.
4.Shi,J.,Yuan,M.,Li,H.,Yang,Z.,Bian,J.,Wang,S.,&Wu,X.(2015).Preparation,structureanddielectricpropertiesofPMN–PTpowdersandthinfilmsbysol–gelmethod.JournalofAlloysandCompounds,632,563-568.