真空冷噴涂BaTiO3 顆粒加速過程研究

鄧碧欣， 孫澄川， 盧 靜， 吳應東， 路 騰， 張咪娜

(1.季華實驗室功能涂層與再制造研究中心， 廣東 佛山 528200；2.中國科學院寧波材料技術與工程研究所， 浙江 寧波 315000)

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隨著電子技術的發展，傳感器技術逐漸走進日常生活，柔性壓電傳感器廣泛應用于運動手環等可穿戴設備、電子皮膚、醫療健康檢測等領域。 因此，含有有害元素鉛的壓電陶瓷鋯鈦酸鉛(PZT)系列材料不適用，在無鉛鈣鈦礦材料中，鈦酸鋇具有很高的壓電常數，將來有望取代鉛基壓電材料。 柔性壓電傳感器的一種實現策略是在柔性基體上直接鍵合較薄的壓電材料，常見的工藝包括磁控濺射、化學氣相沉積、旋涂、絲網印刷等。 單春才[1]利用磁控濺射在PET 基體上制備ZnO 壓電薄膜，制備的柔性ZnO 紫外光電探測器在10.99%拉伸應變時，響應度增加了320%。 錢進[2]通過旋涂鍍膜和層層退火的方法在柔性云母基體上制備了BiFeO3基薄膜，該薄膜表現出優異的壓電性能和耐彎曲特性。 徐蕾[3]利用溶膠-凝膠法及快速熱處理工藝制備了Mn、Zr 摻雜的BTO 薄膜，結果表明Mn 離子的引入改善了BTO 薄膜的鐵電性能；制備的BTMO/BFO復合薄膜構件具有更好的鐵電光伏(PV)響應。 相比而言，真空冷噴涂技術制備工藝簡單不用轉移、腐蝕，在柔性薄膜的制備領域具有潛在的優勢。

真空冷噴涂(Vacuum Cold Spray，VCS)是在常規冷噴涂原理基礎上發展出來的一種新型涂層制備技術。當顆粒粒徑為幾微米甚至亞微米級別時(以下簡稱為超細粉末)，會表現出流動性差、易團聚的特點，難以被送粉器穩定地送出，并且由于弓形激波的影響，超細粉末會在基板前急劇降速導致無法沉積，此時真空冷噴涂可取代常規冷噴涂，用于超細粉末的沉積[4，5]。……