[发明专利]一种压电陶瓷堆的低温冶金焊接连接方法

说明书

本发明属于冶金焊接技术领域，尤其涉及一种压电陶瓷堆的低温冶金焊接连接方法。一种压电陶瓷堆的低温冶金焊接连接方法，包括如下步骤：S1、将若干压电陶瓷片依次叠放形成陶瓷堆，每个所述压电陶瓷片的表面均包括金属电极层；S2、将相邻两个所述压电陶瓷片之间加入一中间层；S3、将所述陶瓷堆放置在加热装置中焊接。该方法工艺简单，在低温下实现压电陶瓷堆冶金焊接，焊接接头力学性能优良，同时避免了对温度敏感的压电陶瓷材料进行封装时的热损伤。

技术领域

本发明属于冶金焊接技术领域，尤其涉及一种压电陶瓷堆的低温冶金焊接连接方法。

背景技术

压电陶瓷作为一种具有压电特性的功能性电子陶瓷材料，其应用已经遍及军事、医疗、工业、民用等各个领域。其中，多层压电陶瓷结构的压电陶瓷堆由于具有压电效应、谐振和伸缩特性，使其在换能、驱动、频率控制和传感方面有越来越多的应用。例如，基于多层压电陶瓷变压器的新型电源、相机调焦用的压电作动器、压电陶瓷扬声器、打印机探头等。

由于压电陶瓷材料具有热退极化的特性，使其连接温度应小于材料的居里温度，而一些压电陶瓷体系的居里温度较低。例如，高钛酸钡基陶瓷的居里温度为85℃，而BT基压电陶瓷的居里温度一般不超过120℃，这就对压电陶瓷堆的连接温度提出了一定的要求。

而冶金焊接的方式能够获得强度高稳定性好的连接接头，但是常见的电子封装用钎料和方法的操作温度较高，会对陶瓷产生热损伤。

发明内容

(一)要解决的技术问题

针对现有存在的技术问题，本发明提供一种基于瞬时液相扩散工艺连接压电陶片的方法，该方法工艺简单，在低温下实现压电陶瓷堆冶金焊接，焊接接头力学性能优良，同时避免了对温度敏感的压电陶瓷材料进行封装时的热损伤。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种压电陶瓷堆的低温冶金焊接连接方法，包括如下步骤：

S1、将若干压电陶瓷片依次叠放形成陶瓷堆，每个所述压电陶瓷片的表面均包括金属电极层；

S2、将相邻两个所述压电陶瓷片之间加入一中间层；

S3、将所述陶瓷堆放置在加热装置中焊接。

如上述的方法，优选地，所述金属电极层的材质包括金、银、镍和铜中的一种材料。

如上述的方法，优选地，所述中间层的材质为包括铋、铅、锡、镉、铟、银、金和铜中的至少一种元素的合金。

如上述的方法，优选地，所述中间层的熔点小于等于100℃。

如上述的方法，优选地，所述中间层的厚度为0.01mm～0.2mm。

如上述的方法，优选地，所述中间层包括粉末、焊膏和箔片中的至少一种。

如上述的方法，优选地，所述加热装置的保护气氛为惰性气氛。

如上述的方法，优选地，所述加热装置的焊接温度大于所述中间层的熔点温度，且小于等于100℃。

如上述的方法，优选地，所述加热装置的焊接时间为0.1h～8h。

(三)有益效果

本发明的有益效果是：

1、本发明提供的连接方法，基于瞬时液相扩散连接技术的原理，采用低熔点中间层作为连接材料，通过中间层和压电陶瓷片的金属电极层之间的扩散反应形成冶金连接，是难熔材料、高合金材料以及热敏材料连接的一个重要方向。