壓電陶瓷是一類(lèi)具有壓電特性的電子陶瓷材料. 與典型的不包含鐵電成分的壓電石英晶體的主要區(qū)別是: 構(gòu)成其主要成分的晶相都是具有鐵電性的晶粒. 由于陶瓷是晶粒隨機(jī)取向的多晶聚集體，因此其中各個(gè)鐵電晶粒的自發(fā)極化矢量也是混亂取向的. 為了使陶瓷能表現(xiàn)出宏觀的壓電特性，就必須在壓電陶瓷燒成并于端面被復(fù)電極之后，將其置于強(qiáng)直流電場(chǎng)下進(jìn)行極化處理，以使原來(lái)混亂取向的各自發(fā)極化矢量沿電場(chǎng)方向擇優(yōu)取向. 經(jīng)過(guò)極化處理后的壓電陶瓷，在電場(chǎng)取消之后，會(huì)保留一定的宏觀剩余極化強(qiáng)度，從而使陶瓷具有了一定的壓電性質(zhì).

制造工藝

工藝流程圖如下:配料--混合磨細(xì)--預(yù)燒--二次磨細(xì)--造粒--成型--排塑--燒結(jié)成瓷--外形加工--被電極--高壓極化--老化測(cè)試。

一、配料:進(jìn)行料前處理，除雜去潮，然后按配方比例稱(chēng)量各種原材料，注意少量的添加劑要放在大料的中間。

二、混合磨細(xì):目的是將各種原料混勻磨細(xì)，為預(yù)燒進(jìn)行完全的固相反應(yīng)準(zhǔn)備條件.一般采取干磨或濕磨的方法。小批量可采取干磨，大批量可采取攪拌球磨或氣流粉碎的方法，效率較高。

三、預(yù) 燒:目的是在高溫下，各原料進(jìn)行固相反應(yīng)，合成壓電陶瓷.此道工序很重要。會(huì)直接影響燒結(jié)條件及最終產(chǎn)品的性能。

四、二次細(xì)磨:目的是將預(yù)燒過(guò)的壓電陶瓷粉末再細(xì)振混勻磨細(xì)，為成瓷均勻性能一致打好基礎(chǔ)。

五、造粒:目的是使粉料形成高密度的流動(dòng)性好的顆粒。方法可以手工進(jìn)行但效率較低，高效的方法是采用噴霧造粒。此過(guò)程要加入粘合劑。

六、成型:目的是將制好粒的料壓結(jié)成所要求的預(yù)制尺寸的毛坯。

七、排塑:目的是將制粒時(shí)加入的粘合劑從毛坯中除掉。

八、燒結(jié)成瓷:將毛坯在高溫下密封燒結(jié)成瓷。此環(huán)節(jié)相當(dāng)重要。

九、外形加工:將燒好的制品磨加工到所需要的成品尺寸。

十、被電極:在要求的陶瓷表面設(shè)置上導(dǎo)電電極。一般方法有銀層燒滲、化學(xué)沉積和真空鍍膜。

十一、高壓極化:使陶瓷內(nèi)部電疇定向排列，從而使陶瓷具有壓電性能。

十二、老化測(cè)試:陶瓷性能穩(wěn)定后檢測(cè)各項(xiàng)指標(biāo)，看是否達(dá)到了預(yù)期的性能要求。

壓電陶瓷的制造特點(diǎn)是在直流電場(chǎng)下對(duì)鐵電陶瓷進(jìn)行極化處理，使之具有壓電效應(yīng)。一般極化電場(chǎng)為3~5kV/mm，溫度100~150°C，時(shí)間5~20min。這三者是影響極化效果的主要因素。性能較好的壓電陶瓷，如鋯鈦酸鉛系陶瓷，其機(jī)電偶合系數(shù)可高達(dá)0.313~0.694。

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