[发明专利]压电陶瓷体的制造方法

权利要求书

1.压电陶瓷体的制造方法，包括：

(a)将陶瓷粉末、聚合物粘结剂和表面活性剂混合以形成具有以重量计的固体负载的料浆混合物；

(b)将所述料浆混合物浇注到模具中；

(c)在所述模具中使该料浆混合物固化以形成生坯；

(d)将所述生坯从所述模具分离；

(e)切割所述生坯以形成切割的生坯，该切割的生坯具有包含多个微米尺寸的陶瓷元件和间隔的阵列；和

(f)将所述切割的生坯烧结以形成致密化的烧结体。

2.权利要求1的方法，其中所述陶瓷粉末占该料浆混合物的至少90重量％。

3.权利要求1的方法，其中所述陶瓷粉末占该料浆混合物的至少95体积％。

4.权利要求1的方法，还包括研磨所述陶瓷粉末，其中所述陶瓷粉末具有0.2μm-1.6μm的颗粒尺寸范围。

5.权利要求1的方法，其中所述陶瓷粉末是压电或电致伸缩陶瓷粉末。

6.权利要求2的方法，其中所述压电陶瓷粉末选自锆钛酸铅(PZT)、钛酸铅铌(PNT)、钛酸铅钪铌(PSNT)、(PMN)、钛酸铅和钛酸钡。

7.权利要求1的方法，其中所述聚合物粘结剂是环氧聚合物。

8.权利要求7的方法，其中所述环氧聚合物是双组分环氧树脂。

9.权利要求1的方法，其中所述料浆还包含分散剂。

10.权利要求1的方法，其中所述固化步骤包括以100℃-140℃的温度在所述模具中将所述料浆混合物固结足够的时间以形成所述生坯。

11.权利要求1的方法，其中所述切割步骤包括用切块机将所述生坯切块。

12.权利要求1的方法，其中所述微米尺寸的陶瓷元件具有如下尺寸：150μm-325μm的高度、35μm-65μm的宽度和25μm-50μm的元件与元件的间隔。

13.权利要求1的方法，其中还包括素烧处理以从所述切割的生坯中除去所述聚合物粘结剂，其中将所述切割的生坯加热到足够的温度持续足够的时间以将所述粘结剂烧掉。

14.权利要求13的方法，其中所述素烧处理还包括将所述切割的生坯加热到60℃-750℃之间的温度。

15.权利要求1的方法，其中所述烧结步骤还包括将所述生坯加热到1000℃-1100℃之间的温度持续1小时-2小时的时间。

16.权利要求1的方法，其中所述烧结步骤还包括将所述生坯加热到足够的温度持续足够时间以使所述烧结陶瓷体致密化为理论密度的至少95％。

17.权利要求1的方法，还包括将所述烧结陶瓷体包封在聚合物材料中以将所述间隔填充并且形成陶瓷-聚合物复合材料的步骤。

18.制造用于器件的压电陶瓷复合材料的方法，包括：

(a)将压电陶瓷粉末、有机粘结剂和表面活性剂混合以形成料浆，其中所述料浆具有至少90重量％的固体负载；

(b)将所述料浆浇注到模具中以形成生坯；

(c)将所述生坯与所述模具分离；

(d)切割所述生坯以形成切割的生坯，该切割的生坯具有微米尺寸的陶瓷元件和间隔的阵列；

(e)素烧所述切割的生坯以将所述聚合物粘结剂烧掉；

(f)烧结所述切割的生坯以形成烧结陶瓷体；和

(g)将所述烧结陶瓷体包封在聚合物材料中以形成陶瓷-聚合物复合材料。

19.权利要求18的方法，还包括研磨所述陶瓷粉末，其中所述陶瓷粉末具有0.2μm-1.6μm的颗粒尺寸范围。

20.权利要求19的方法，其中所述压电陶瓷粉末选自锆钛酸铅(PZT)、钛酸铅铌(PNT)、钛酸铅钪铌(PSNT)、(PMN)、钛酸铅和钛酸钡。

21.权利要求18的方法，其中所述聚合物粘结剂是双组分环氧树脂。

22.权利要求18的方法，其中所述料浆还包含分散剂。