[发明专利]一种使用纳米钛酸钡陶瓷制备的压电式加速度传感器

摘要

一种使用纳米钛酸钡陶瓷制备的压电式加速度传感器，其包括外壳、容置于外壳中的预压弹簧、质量块、由纳米钛酸钡陶瓷制造的压电元件，以及螺栓，基座，其中，所述纳米钛酸钡陶瓷制造的压电元件的上下表面形成有电极，通过检测压电元件受力时产生的电压或电流来检测加速度，其中所述纳米钛酸钡陶瓷通过独特的分段退火程序使得其具有较高的致密度和较低的漏电流。

主权项

1.一种使用纳米钛酸钡陶瓷制备的压电式加速度传感器，其包括外壳、容置于外壳中的预压弹簧、质量块、由纳米钛酸钡陶瓷制造的压电元件，以及螺栓、基座，其中，所述纳米钛酸钡陶瓷制造的压电元件的上下表面形成有电极，通过检测压电元件受力时产生的电压或电流来检测加速度，其中通过如下步骤制备所述纳米钛酸钡陶瓷：1)、在室温下，用钢模具将纳米钛酸钡粉末在压片机上用8Mpa的压力单向加压压成薄片，保压时间为6‑10分钟；2)、对步骤1）中压好的薄片进行退火，具体退火步骤如下：（1）将压制好的纳米钛酸钡薄片放入退火炉的样品架上，封闭退火炉，向退火炉中通入氧气；（2）使用精密温控仪以2℃/min 的升温速率将退火炉中的样品加热至120℃，保温2h，使用精密温控仪以5‑10℃/min的升温速率将退火炉中的样品加热到400℃，保温1h；然后使用精密温控仪以2‑4℃/min的升温速率将退火炉中的样品加热到600℃，保温6h；（3）关闭精密温控仪，使退火炉自然降温至室温；3）、从退火炉中取出纳米钛酸钡薄片样品，将样品用银箔包好，然后放入氮化硼管中，再将氮化硼管放入空心石墨柱中，氮化硼管两端用氮化硼柱堵住，之后将空心石墨柱装入打有孔的叶蜡石块中，空心石墨柱两端依次放石墨片和钼片，最后整个叶蜡石孔用由铝箔包好的钢环堵上，其中，钢环内用叶蜡石碎块填满，叶蜡石作传压介质，空心石墨柱作加热炉用，将装好的叶蜡石放入六面顶压机中并加压到6GPa，达到压力之后开始加热，加热到温度为900～1100 ℃，升温速率200～250℃/分钟，然后在该高压高温条件下保温5～15min，然后开始降压，压力降至3GPa，保压10min，开始降温卸压，降至大气压强和室温，取出样品，然后剥掉样品上的银箔，即可得到致密的纳米钛酸钡陶瓷；其中，所述纳米钛酸钡陶瓷的平均粒径为50nm左右。