[發明專利]一種織構化壓電陶瓷疊層驅動器及其制備方法

在審

• 申請號: 202011607945.1
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112745117A
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 李飛;劉金鳳;楊帥;王明文;喬遼;邱超銳;高翔宇;李景雷;徐卓
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: C04B35/472
• 分類號: C04B35/472;C04B35/491;C04B35/622;C04B35/64
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 賀小停

1.一種織構化壓電陶瓷疊層驅動器的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，通過細晶壓電陶瓷基體和片狀模板制備得到陶瓷厚膜，將得到的陶瓷厚膜切成預設尺寸的方片結構，然后在方片結構的陶瓷厚膜的一表面刷上電極，得到刷有內電極的陶瓷厚膜；

步驟2，將得到的刷有內電極的陶瓷厚膜按照電極交錯的方式進行堆疊，得到陶瓷壓電堆；

步驟4，對得到的陶瓷壓電堆依次進行排膠和燒結，得到燒結后的陶瓷壓電堆；

步驟5，在得到的燒結后的陶瓷壓電堆的兩側面依次進行被電極、極化，得到織構化鉛基壓電疊層驅動器。

2.根據權利要求1所述的一種織構化壓電陶瓷疊層驅動器的制備方法，其特征在于，步驟1中，通過細晶壓電陶瓷基體和片狀模板制備得到陶瓷厚膜，具體方法是：

將細晶壓電陶瓷基體、片狀模板、燒結助劑、溶劑、分散劑、粘結劑和塑性劑進行充分混合，獲得流延漿料；其中，細晶壓電陶瓷基體、燒結助劑、溶劑、分散劑、粘結劑和塑性劑與片狀模板的質量比為(20-50)、(0.1-4.5)、(15-40)、(0.5-3.5)、(1-3)和(0.5-4)；

根據得到的流延漿料流延成型得到陶瓷厚膜。

3.根據權利要求2所述的一種織構化壓電陶瓷疊層驅動器的制備方法，其特征在于，燒結助劑為B₂O₃、CuO、ZnO、Li₂CO₃和Bi₂O₃中的一種或幾種；溶劑為乙醇、二甲苯、乙醇、丁酮和乙酸乙酯中的一種或幾種；分散劑為三油酸甘油酯、磷酸酯和熔鯡魚油中的一種或幾種；粘結劑為聚乙烯醇縮丁醛酯；塑性劑聚乙二醇、聚亞烷基二醇和鄰苯二甲酸二丁酯中的一種或幾種。

4.根據權利要求1所述的一種織構化壓電陶瓷疊層驅動器的制備方法，其特征在于，步驟1中，所述細晶壓電陶瓷基體為ABO₃型鈣鈦礦結構，且細晶壓電陶瓷基體是通過固相燒結法制備得到。

5.根據權利要求1所述的一種織構化壓電陶瓷疊層驅動器的制備方法，其特征在于，步驟1中，壓電陶瓷基體與片狀模板的晶格互相匹配。

6.根據權利要求1所述的一種織構化壓電陶瓷疊層驅動器的制備方法，其特征在于，步驟4中，對得到的陶瓷壓電堆依次進行排膠和燒結之前，先進行熱單軸壓和溫水等靜壓處理，之后按照電極大小進行裁剪，得到陶瓷壓電堆。

7.根據權利要求6所述的一種織構化壓電陶瓷疊層驅動器的制備方法，其特征在于，熱單軸壓和溫水等靜壓的工藝參數均是：在15-100MPa壓力下，50-80℃保持15-60min。

8.根據權利要求1所述的一種織構化壓電陶瓷疊層驅動器的制備方法，其特征在于，步驟4中，排膠和燒結的工藝參數分別是：

排膠溫度為500-800℃，保溫時間為2-10h；燒結溫度為900-1500℃，保溫時間為1-60h。

9.根據權利要求1所述的一種織構化壓電陶瓷疊層驅動器的制備方法，其特征在于，步驟5中，極化的工藝條件是：溫度為25-300℃、時間為30-60min、電場為1-5kV/cm。

10.一種織構化壓電陶瓷疊層驅動器，其特征在于，基于權利要求1-9中任一項所述的制備方法制備所得，包括陶瓷壓電堆，所述陶瓷壓電堆的兩側面設置有外電極；所述陶瓷壓電堆包括多個設置有內電極的陶瓷厚膜，多個陶瓷厚膜按照電極交錯的方式進行堆疊。