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本论文的主要研究内容是利用水基溶胶-凝胶法,制备Na0.5Bi0.5TiO3（NBT）基无铅压电陶瓷薄膜材料,系统地研究了这种经济、环保的水基溶胶-凝胶法制备NBT薄膜的工艺和薄膜的结构、性能。首先,多晶NBT无铅压电陶瓷薄膜通过水基溶胶-凝胶法制备,优化了工艺,对薄膜结构、性能进行了表征。在传统的制备工艺基础上,优化并设计出新型的退火方式——分步退火法,为制备出大厚度、高质量的NBT薄膜提供了高效可靠的方法。并研究了薄膜厚度增大对于介电、铁电、压电性能的影响和机理,发现了低介界面层模型和电荷注入模型,对于薄膜厚度与电学性能的关系同时起到了关键作用,薄膜厚度增大提高了NBT薄膜的介电、压电性能。然后,引入Pb0.8La0.1Ca0.1Ti0.975O3（PLCT）晶种层,制得（100）取向的(Na0.85K0.15)0.5Bi0.5TiO3薄膜。表征了PLCT晶种层和不同退火方式的样品,发现本征响应和非本征响应对于介电性能和压电性能的影响不同。最终通过引入PLCT晶种层并采用多步退火工艺制备的NKBT薄膜,有效介电常数、介电损耗和有效压电系数分别可以达到598,0.08和136pm/V。进一步研究了KBT和BT对NBT薄膜A位取代的结构和性能的影响。发现0.85NBT-0.15KBT和0.94NBT-0.06BT的组分可以得到最佳的介电性能和压电性能。同时,研究了Na/K过量对于薄膜结构和性能的影响,并在0.94NBT-0.06BT薄膜样品中发现了远高于块体材料的1.4%-1.8%的最大应变。Mn和Mg的掺杂主要是通过对NBT薄膜的B位取代来影响薄膜的结构和性能。研究了Mn、Mg不同掺杂量对于NBT薄膜的影响,发现Mn的掺杂可以有效的降低NBT薄膜的漏电流密度,而Mg的掺杂会提高NBT薄膜的压电性能。并可以通过Mn、Mg的复合掺杂,得到综合性能较佳的NBT薄膜。