[发明专利]一种适用于道路压电发电的堆叠式压电换能器及制作方法

权利要求书

1.一种适用于道路压电发电的堆叠式压电换能器的制作方法，其特征在于，该制作方法包括以下步骤：

步骤一、制作圆形陶瓷基片：

采用常规方法制作圆形陶瓷基片(1)；

步骤二、制作圆角陶瓷基片：

将步骤一制得的圆形陶瓷基片(1)用夹具(2)固定，从圆形陶瓷基片(1)对称的两端向圆心处打磨，形成一对对称的电极粘结端面(3、4)；用倒角工具(21)对一个电极粘结端面(3)的一个边棱进行倒圆角处理，用倒角工具(21)对另一个电极粘结端面(4)的另一个边棱进行倒圆角处理，形成圆形倒角(5)，两个圆形倒角(5)分别与圆形陶瓷基片(1)的两个不同表面相连，制得圆角陶瓷基片(6)；

步骤三，制作圆角压电陶瓷单片：

每个步骤二制得的圆角陶瓷基片(6)的两个表面上还分别设置有隔断区(7)，隔断区(7)与圆形倒角(5)在圆角陶瓷基片(6)的两个表面上相对设置，隔断区(7)的端部贯通电极粘结端面(3、4)；每个圆角陶瓷基片(6)的两个表面上除隔断区(7)以外的位置为导电区(8)；

采用丝网印刷机在隔断区(7)印刷绝缘环氧树脂胶(9)，采用丝网印刷机在导电区(8)印刷导电银胶(10)，采用手工笔在电极粘结端面(3、4)涂刷导电银胶(10)；

在150℃条件下烘干15分钟，然后对圆角陶瓷基片(6)进行极化，使得每个圆角陶瓷基片(6)的一个表面的导电区(8)形成正极面(11)，另一个表面的导电区(8)形成负极面(12)，制得圆角压电陶瓷单片(13)；

步骤四，制作堆叠式压电陶瓷：

将步骤三制得的多个圆角压电陶瓷单片(13)以物理串联和电学并联的方式叠放，并用紧箍装置(20)固定夹持，竖向静压后升温到120℃并固化4～5小时，制得堆叠式压电陶瓷(14)；

所述的物理串联和电学并联的方式具体为：

将多个圆角压电陶瓷单片(13)叠放实现物理串联；

相邻圆角压电陶瓷单片(13)的正极面(11)之间通过导电银胶(10)相接触导通，使得多个圆角压电陶瓷单片(13)的正极面并联导通；相邻圆角压电陶瓷单片(13)的负极面(12)之间通过导电银胶(10)相接触导通，使得多个圆角压电陶瓷单片(13)的负极面(12)也并联导通；相邻圆角压电陶瓷单片(13)的一对圆形倒角(5)相邻设置，相邻圆角压电陶瓷单片(13)的一对隔断区(7)通过绝缘环氧树脂胶相接触绝缘，使得多个圆角压电陶瓷单片(13)并联导通的正极面(11)和负极面(12)相互隔绝，实现电学并联；

步骤五，制作堆叠式压电换能器：

将步骤四制得的堆叠式压电陶瓷(14)的两端分别由多个电极粘结端面(3)各自形成一个电极粘结面，即正极粘结面(15)和负极粘结面(16)，正极粘结面(15)上粘结有正极金属片(17)，负极粘结面(16)上粘结有负极金属片(18)，正极金属片(17)和负极金属片(18)分别通过焊点(19)与导线(22)相连；

在堆叠式压电陶瓷(14)的顶面粘结顶面绝缘瓷片(23)，在堆叠式压电陶瓷(14)的底面粘结底面绝缘瓷片(24)，制得堆叠式压电换能器。

2.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，步骤一中，作为一种优选，所述的制作圆形陶瓷基片的常规方法为：将陶瓷粉体煅烧并球磨后与溶剂、分散剂和除泡剂混合，湿法球磨后再加入粘结剂、增塑剂和润滑剂，然后二次混磨12h形成浆体，采用流延机成型切割，排胶烧结后制得圆形陶瓷基片。

3.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，步骤二中，所述的电极粘结端面(3、4)到圆形陶瓷基片(1)的圆心的距离比圆形陶瓷基片(1)的半径小0.3mm；所述的圆形陶瓷基片(1)的直径为30mm。

4.如权利要求2所述的制作方法，其特征在于，步骤二中，所述的倒圆角处理时的倒角半径为圆形陶瓷基片(1)厚度的0.3～0.6倍。

5.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，步骤二中，所述的夹具(2)采用上下夹持的方式对圆形陶瓷基片(1)进行夹持固定。