[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

摘要

本发明提供了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，该制作方法依次制作圆形陶瓷基片，制作圆角陶瓷基片，制作圆角压电陶瓷单片，制作堆叠式压电陶瓷，制作堆叠式压电换能器。本发明从制作工艺上对压电陶瓷片的结构、形状进行优化，保证两侧电极涂刷的对称性及均匀性，圆角工艺可使得电极层与陶瓷片具有良好的贴合性避免漏瓷现象，达到耐久性好、使用寿命长的目的；同时，两侧金属板的设置可增加结构整体性及强度。本发明制得的堆叠式压电换能器适用于道路压电发电的堆叠式压电换能器具有力‑电转换效率高、刚度大、结构规整等优点。

主权项

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。