[发明专利]一种织构化无铅压电陶瓷多层驱动器及其制备方法

权利要求书

1.一种织构化无铅压电陶瓷多层驱动器，其特征在于，包括：

叠层设置的多层织构化陶瓷厚膜，包括分别印刷有层状电极的陶瓷面层、多层陶瓷内层和陶瓷底层；

贯穿所述陶瓷面层和所有陶瓷内层的第一通孔；

贯穿所有陶瓷内层和陶瓷底层的第二通孔；

填充所述第一通孔的第一连接电极；以及

填充所述第二通孔的第二连接电极；

其中第一通孔和第二通孔分别位于所述织构化陶瓷厚膜的相对两侧，所述陶瓷内层上的层状电极具有条状缝隙，所述条状缝隙位于第一通孔和第二通孔之间，且相邻两层陶瓷内层上的条状缝隙不重叠，

在所述织构化无铅压电陶瓷多层驱动器内部，相邻层状电极之间利用所述第一通孔和第二通孔中的所述第一连接电极和第二连接电极来实现电气互连，

所述织构化无铅压电陶瓷多层驱动器无外端电极。

2.根据权利要求1所述的织构化无铅压电陶瓷多层驱动器，其特征在于，所述陶瓷面层和陶瓷内层之间、相邻陶瓷内层之间、或者陶瓷内层和陶瓷底层之间还设置有未印刷电极的空白陶瓷厚膜。

3.一种权利要求1或2所述的织构化无铅压电陶瓷多层驱动器的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

步骤1）：制备无铅压电陶瓷粉体及织构化模板晶粒；

步骤2）：将陶瓷粉体和织构化模板晶粒与溶剂、粘结剂、分散剂和增塑剂等有机物混合制成流延浆料，通过流延成型得到陶瓷厚膜；

步骤3）：将陶瓷厚膜切片，打通孔，将打好的通孔填充连接电极，在陶瓷厚膜表面印刷层状电极并留有所述条状缝隙；

步骤4）：按照设计的层数将多个陶瓷厚膜进行叠层、等静压后烧制成一体化多层压电陶瓷器件；

步骤5）：将烧制好的一体化多层陶瓷进行极化，得到织构化无铅压电陶瓷多层驱动器。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤1）中，制备无铅压电陶瓷粉体使用的压电陶瓷为钙钛矿结构无铅压电陶瓷。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤1）中，制备无铅压电陶瓷粉体使用的压电陶瓷为钛酸钡基无铅压电陶瓷、钛酸铋钠基无铅压电陶瓷或铌酸钾钠基无铅压电陶瓷。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤1）中，所述无铅压电陶瓷粉体尺寸小于400纳米。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤1）中，采用拓扑微晶转化法制备织构化模板晶粒，所述织构化模板晶粒的形貌具有各向异性，所述织构化模板晶粒的尺寸的纵横比大于10。

8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤1）中，所述织构化模板晶粒的尺寸为所述无铅压电陶瓷粉体尺寸的5倍以上，所述织构化模板晶粒的摩尔比占陶瓷粉体的5%～15%。

9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤2）中，溶剂为质量比为1:1的乙醇和乙酸乙酯的混合溶液，混合溶液与陶瓷粉体的质量比为 0.36～0.45:1；粘结剂为聚乙烯缩丁醛脂，并与溶剂以1:2的质量比混合配成溶液，粘结剂溶液与陶瓷粉体的比例为 0.27～0.32:1；分散剂为三油酸甘油酯，所述分散剂与陶瓷粉体的比例为 0.02～0.05:1；增塑剂为聚乙二醇和邻苯二甲酸丁苄酯，两者与粘结剂溶液的比例均为0.07～0.10:1。

10.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤2）中流延成型得到的陶瓷厚膜厚度为20～80微米。

11.根据权利要求4至10中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤4）中等静压的温度为60～70℃，压力为40～55 MPa。