[发明专利]一种高频3－3型复合压电陶瓷元件的制作方法

摘要

本发明涉及高频3－3型复合压电陶瓷元件的制作方法，包括取软性压电材料粉料与造孔剂混合，装入模具中施加3000Kg～4000Kg/cm²压力成型，然后放在密闭的刚玉坩埚中，在高温炉中以每小时20～50℃的升温速度直至600℃进行排塑，烧结成多孔结构的坯体；配制取与步骤1)相同的软性压电材料粉料，添加松油醇或者环酮类溶剂，乙基纤维素粘合剂，并充分混合均匀成胶体：通过旋涂工艺将步骤2)制备好的胶体，旋涂在步骤1)制得的多孔结构的坯体上、下表面，烘干制得到带有上、下致密层的素坯；经排塑烧结：再进行极化得到3－3型压电复合元件。该方法制得复合压电元件厚度能降低至0.2mm，频率可以高达10MHz。这在超声无损检测和医用超声领域中有着广阔的应用前景。

主权项

1. 一种高频3-3型复合压电陶瓷元件的制作方法，包括以下步骤：1)首先制备多孔结构坯体：取软性压电材料粉料与造孔剂混合；其中造孔剂的添加量和软性压电材料粉料重量比＝15～30∶100；在充分混合均匀后，装入模具中施加3000Kg～4000Kg/cm2压力成型，然后放在密闭的刚玉坩埚中，在高温炉中以每小时20～50℃的升温速度直至600℃进行排塑，烧结成多孔结构的坯体；2)配制胶体：取一份与步骤1)相同的软性压电材料粉料，要求粉体粒径在100nm以下，添加松油醇或者环酮类溶剂，乙基纤维素粘合剂，并充分混合均匀体，其中粉料∶溶剂∶粘合剂重量比＝15～20∶60～70∶10～25；3)旋涂上下致密层：通过旋涂工艺将步骤2)制备好的胶体，旋涂在步骤1)制得的多孔结构的坯体上表面，制备出带有上致密层的样品；然后将样品放入60～100℃的烘箱中烘干，进一步将坯体的下表面也按同样的方法，制得到带有上、下致密层的素坯；对于上、下致密层的厚度，通过重复以上步骤多次而得到所需要的致密层厚度；4)排塑烧结：将步骤3)制备好的素坯放入热处理炉中将其有机物排除，排塑后的试样在1200～1300℃进行烧结，其中升温速度控制在1～4℃/min，在烧结温度保温1～6小时；5)采用常规软性压电材料的极化工艺进行极化：对步骤4)制得的元件在空气中，采用居里温度附近施加10～50v/mm的直流电压进行极化，然后随温度的急速下降逐渐提供时间直流电压，直至温度下降到室温时，直流电压上升到每毫米300伏为止，得到3-3型压电复合元件。