[發明專利]預防裂紋擴展的致動器、制備方法及終端

在審

• 申請號: 201710623615.3
• 申請日: 2017-07-27
• 公開（公告）號: CN107240639A
• 公開（公告）日: 2017-10-10
• 發明（設計）人: 王曉峰;丁耀民
• 申請（專利權）人: 蘇州攀特電陶科技股份有限公司
• 主分類號: H01L41/083
• 分類號: H01L41/083;H01L41/277
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙)11371
• 代理人: 余劍琴

技術領域

本發明涉及壓電技術領域，尤其是涉及一種預防裂紋擴展的致動器、制備方法及終端。

背景技術

現今我們使用的微致動器，它屬于精密驅動定位技術、自動控制技術、精密微調技術中產生所需微米級乃至納米級位移輸出精度的驅動器，他由壓電陶瓷制成。

這種微致動器利用了壓電陶瓷的逆壓電效應和可疊加原理，采用壓電陶瓷與電極漿料共燒而成、正負極并聯，經外表面包封而成。當施加外電壓時，每一片壓電陶瓷沿極化方向發生變形，可以使微位移器的形變量滿足所需的零點幾微米到幾十微米的形變量范圍，從而產生變形同時使其有良好的剛度、線性度和分辨率。由于我們所需的形變量不同，而形變量的產生是各個陶瓷片的形變量的疊加，所以我們需要不同的位移量時，壓電陶瓷單元的數量也不同。

當在整個壓電堆上施加一個電壓時，那么各個壓電單元將產生逆壓電效應，開始往一個方向上產生形變，這些形變的疊加就是整個器件的位移量，也就是說整個器件的位移量的關鍵就是：各個壓電單元都產生了形變，但邊緣位置不產生位移，則產生微位移區域對不產生位移區域會產生拉伸力，因而產生疲勞損傷而出現裂紋，裂紋還會產生無序擴展，如果裂紋擴展至壓電單元的厚度方向，就會產生器件內部不良，從而產生失效。而傳統的器件的問題也就出現在了這里。層間開裂或者層厚度方向的開裂，這些裂紋的產生和延伸都是無序的，這個裂紋不可控的情況下產生，極易導致器件失效，傳統的器件制作方式是無法解決這個問題的。

發明內容

本發明的目的在于提供一種預防裂紋擴展的致動器、制備方法及終端，以緩解現有技術中存在的層間開裂并且裂紋無序的技術問題。

為解決上述技術問題，本發明提供的技術方案在于：

一種預防裂紋擴展的致動器，包括多個層疊設置的壓電單元，所述壓電單元包括依次層疊設置的第一基體層、第一電極層、第二基體層和第二電極層，

所述第一基體層與所述第二基體層之間形成有與所述第一電極層位于同一平面的第一空隙；所述第二基體層與所述第二電極層之間形成有與所述第二電極層位于同一平面的第二空隙；所述第一空隙填充有第一填充層，所述第二空隙填充有第二填充層，其中，所述第一填充層和所述第二填充層內部具有微孔結構。

更進一步地，

所述致動器還包括第一電極和第二電極，所述第一電極與所有的壓電單元的第一電極層連接，所述第二電極與所有的壓電單元的第二電極連接。

更進一步地

所述第一電極與所有的壓電單元的第一電極層形成總分結構；所述第二電極與所有的壓電單元的第二電極層形成總分結構。

更進一步地

所述第一電極與所述第二電極的極性相反。

更進一步地

所述第一基體層和所述第二基體層均由壓電陶瓷材料制成。

更進一步地

所述第一填充層和所述第二填充層均由多孔無機非金屬材料制成。

更進一步地

制備所述第一填充層和所述第二填充層的材料包括造孔劑、無機非金屬材料、膠黏劑及溶劑等。

更進一步地

制備所述第一填充層和所述第二填充層的無機非金屬材料包括鋯鈦酸鉛、鋯鈦酸鉛改性材料、氧化鋯或氧化鋁中的任意一種。

一種致動器的制備方法，包括：

第一基體層和第二基體層之間填充第一電極層，并且在所述壓電單元的第一端，所述第一基體層、所述第二基體層以及所述第一電極層的端面齊平，在所述壓電單元的第二端，所述第一基體層與所述第二基體層之間形成有與所述第一電極層位于同一平面的第一空隙；

第二基體層和相鄰的壓電單元的第一基體層之間填充第二電極層，并且，在所述壓電單元的第二端，所述第二基體層、所述第二電極層以及相鄰的壓電單元的所述第一基體層的端面齊平，在所述壓電單元的第一端，第二基體層與所述第二電極層之間形成有與所述第二電極層位于同一平面的第二空隙；

第一空隙填充第一填充層；

第二空隙填充第二填充層；

將多個所述壓電單元共燒成型。

一種終端，包括上述的致動器。

結合以上技術方案，本發明能夠達到的有益效果在于：