[发明专利]有优良疲劳特性的压电超声波雾化换能器的制作方法

权利要求书

1、一种有优良疲劳特性的压电超声波雾化换能器的制作方法，其特征是：它包括如下步骤：

A、优选压电材料体系并确定生产配方，使压电材料能满足在高频高功率下长时间工作的需要，本技术方案中所优选的压电材料体系是：

[uPb1-a-bAaBb(ZrxTiyMz03+(1-u)Pb(Mn1/3Sb2/3)03]+awt％R1+bwt％R2

其中：(1)u表示复合组元所占的摩尔分数，0≤u≤0.80；

(2)a、b、x、y、z分别表示复合离子中相应元素在材料各组元中所占的原子数(即原子百分比)且有a+b＝1，x+y+z＝1

式中：0.10≤a≤0.70.05≤b≤0.70，元素A或B表示一种选自下列的二价离子：Ca、Mg、Ba、Sr；

(3)R1与R2表示不同的化合物，a与b为其所占的附重比；

B、采用新型的表面制作技术以保证基体与金属电极面的可靠结合，所述新型的表面制作技术是：在压电基片的成型工艺中，使用碳黑与PVA混合造粒的方法进行成型，然后再采用排胶烧成的工艺，使得瓷体沿厚度方向分布出一定尺寸及一定比例的针孔；

C、优选电极制作工艺及确定最佳的电极后续处理工艺，使得金属电极层与基体达到最佳的结合力，所述优选电极制作工艺及确定最佳的电极后续处理工艺的技术是：利用沉积与电镀结合的的方法制作镍电级，采用对镍层进行热处理并进行自然存放的工艺提升金属电极层与基体的结合强度。

2、根据权利要求1所述有优良疲劳特性的压电超声波雾化换能器的制作方法，其特征是：所述碳黑与PVA造粒的方法是先在电压陶瓷粉体中加入2-10％质量分数的碳黑，然后将粉体进行3-7小时的振磨，然后加入10-15％的粘合剂进行造粒，最后再经过排胶烧成，制成符合要求的压电陶瓷成品瓷体。

3、根据权利要求1所述有优良疲劳特性的压电超声波雾化换能器的制作方法，其特征是：用步骤1制成的压电陶瓷成品瓷体材料经过磨片及电性能制作步骤，加工成不含金属电极层的圆形薄压电基片，其直径为20mm，厚度1.21毫米。

4、根据权利要求1所述有优良疲劳特性的压电超声波雾化换能器的制作方法，其特征是：所述对经步骤2制好电性能的压电基片再采用掩膜、化镀、电镀的工艺步骤加工成的电极器件，其正面为圆环形的镍电极器件，该圆环形镍电极的外径为20mm，厚度为1.21mm，内径为12mm；该器件的背面为镍电极的器件，其电极为全电极，它的直径为20mm。

5、根据权利要求1所述有优良疲劳特性的压电超声波雾化换能器的制作方法，其特征是：用本发明所述方法制作出的器件产品其疲劳特性测试方法是：疲劳条件采用累加式叠加的方法，按四个步骤来执行：第一步是200度处理1小时，第二步为对同一只器件在第一步完成后继续增加200度处理52.5小时，第三步为对同一只器件在第二步完成后继续增加200度处理72小时，第四步为对同一只器件在第三步完成后继续增加240度处理18小时。其中在每个单一步骤完成后分别测试平面模式下的R1、Kp、Qm指标；厚度模式即工作频度处的特性的Zrt、Zat、BW三个关键指标，以此恒量器件电参数的稳定性及疲劳特性。