压电多层膜悬臂梁受力的有限元仿真

采用有限元软件ABAQUS6.14对压电多层膜悬臂梁进行了仿真模拟,在自由端受集中载荷下,预测薄膜结构对悬臂梁曲率半径和自由端及中心固定端等效应力的影响。结果表明自由端受到的载荷越大,则各层所对应的自由端和中心固定端的等效应力越大,而中性层曲率半径则越小。薄膜厚度越厚,自由端和固定端各层的等效应力越小,而各层的中性层曲率半径越大。同时将数值解与解析解进行比较,以验证有限元模型的正确性。仿真结果与解析解吻合良好,为后续MEMS微悬臂梁器件的结构优化和加工工艺提供可靠依据。

稳定性PZT溶胶的制备及其热分解动力学分析

采用Sol-gel法制备了[Pb(Zr0.53Ti0.47)O3](PZT)溶胶,并对PZT溶胶稳定性进行120 d跟踪表征。结果发现:随时间演化PZT溶胶pH值保持在4.81~5.52,溶胶粒径1.3~17.1 nm时,Zeta电位处于-10.23^-17.57 m V之间,PZT溶胶存储稳定性能良好。通过同步热分析、热重-红外联用分析、X射线衍射和X射线能谱分析,发现PZT溶胶热分解过程分为3个阶段;经透射电子显微镜与选区电子衍射分析,进一步表明热处理产物暴露晶面族为(110)和(101)。最后,通过热失重-微商热重法并结合Flynn-Wall-Ozawa法、Achar法和Satava法对PZT溶胶热解机理和动力学进行研究,结果表明:第1阶段活化能Eα=58.24 k J·mol^-1,遵循一级Mample单行法则;第2阶段活化能Eα=171.46 k J·mol^-1,遵循三维扩散(Jander)法则;第3阶段活化能Eα=319.56 k J·mol^-1,遵循相边界反应收缩圆柱体法则。