【技术实现步骤摘要】
：本技术涉及压电器件，具体讲是一种多层压电陶瓷驱动器。
技术介绍
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技术介绍
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1、压电陶瓷材料具有压电效应和逆压电效应，可以实现机械能和电能互相转换。使用压电陶瓷的逆压电效应，可以将其制备成压电驱动器，实现精确位移控制或者输出强大推力。在电子、驱动、医疗等领域，压电驱动器具有极快的响应速度、大的输出力矩、高线性度等优点，使其得到了广泛应用。压电驱动器的输出位移与推力大小跟施加电压成正比例关系(在≤500v/mm的情况下)，施加电压越大，输出位移也越大。然而，单层压电驱动器的施加电压存在限制，即每毫米小于2000v；当超过2000v时，输出位移与电压呈非线性关系，并且存在击穿的风险。将单层压电陶瓷利用叠堆结构，并且经过电路设计，实现机械串联、电路并联的结构，可以在较低的工作电压下具有更精确的线性位移重复性与更大的位移量等特点，从而形成多层压电陶瓷驱动器。通过增加压电陶瓷层叠数量与减小单层厚度，能够实现多层压电陶瓷驱动器低电压、大位移驱动的目的。
2、现有的多层压电陶瓷驱动器主要采用以下方法制成：1)将单层压电陶瓷元件集成为多层压电陶瓷驱动器，具体是通过粘合剂加工这些薄片层叠粘接制得；2)采用流延成型技术，压电陶瓷生瓷薄片，并用银/钯电极印刷作内电极，采用叠层法，将两者低温共烧制得，即ltcc(low-temperature co-fired ceramics)技术。
3、上述中的现有技术方案存在以下缺陷：第一种方法制得的多层压电陶瓷驱动器在工作温度≥100℃时，由于其采用的粘合剂一般为热熔型
4、因此，有待进一步改进。
技术实现思路
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技术实现思路
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1、本技术所要解决的技术问题是，提供一种多层压电陶瓷驱动器，该多层压电陶瓷驱动器通过在压电陶瓷片间设置分子银浆层和玻璃釉层，然后通过钎焊连接实现多个单层压电陶瓷薄片的一体化，避免了有机物胶粘剂的使用，可满足其在较高温度(200℃)下的应用，同时，具有大位移、大力矩的特点，机械强度也较传统粘接制备方法得到较大程度提高。
2、本技术的技术解决方案是，提供一种多层压电陶瓷驱动器,包括多个方形压电陶瓷片，压电陶瓷片正反表面分别设有电极层，压电陶瓷片一相对侧侧面分别设置有相对设置的电极；其中，
3、压电陶瓷片正面靠近左侧电极的一侧的电极层与压电陶瓷片左侧边缘相接触，形成全电极设置而不留白；压电陶瓷片正面另外三侧的电极层距离压电陶瓷片外侧边缘0.5-1.5mm从而形成电极留白区域，电极留白区域上印刷玻璃釉层；
4、压电陶瓷片背面靠近右侧电极的一侧的电极层与压电陶瓷片右侧边缘相接触，同样形成全电极设置而不留白；压电陶瓷片背面另外三侧的电极层距离压电陶瓷片外侧边缘0.5-1.5mm从而形成电极留白区域，电极留白区域上印刷玻璃釉层；
5、压电陶瓷片正反面电极层上还印刷有钎焊层，多个钎焊层间隔分布在电极层上；
6、上述多个压电陶瓷片依次层叠并通过钎焊层熔接且相邻压电陶瓷片邻接面上的电极相对设置呈叉指状。
7、本技术选用的压电陶瓷片为一种成熟商用的p-5h型压电陶瓷材料，具有εt33＝3400、d33≥600pc/n、介电损耗tanδ≤2.5％的电学性能。压电陶瓷片为平面为15mm×15mm，厚度为0.15～1.0mm的方形薄片。
8、作为优选，电极层由银浆涂覆而成，电极层厚度为3～6μm。压电陶瓷片进行丝网印刷分子银浆，选择目数为200-500目丝网印刷电极图案，为了保证制备的多层压电驱动器具有机械串联、电路并联的结构，设计相应的电极层图案，压电陶瓷片正面电极一侧为全电极设置，与压电陶瓷片边缘相接触；另外三侧电极层图案与压电陶瓷片留边0.5-1.5mm，采用丝网印刷的制备方法，印刷银浆厚度在3～6μm，印刷完成后，经100～250℃烘干；烘干后，再印刷压电陶瓷片的背面电极层，背面电极层图案与正面电极层图案位于同一方向的不同两侧，以保证正、反两面的电极层在堆叠成多层压电驱动器时呈叉指状。
9、优选的，玻璃秞层厚度为6～12μm。印刷玻璃秞，选择目数为200-500目丝网印刷图案，为了保证制备的多层压电驱动器具有机械串联、电路并联的结构，设计相应的丝网图案。这样，压电陶瓷片两面在银电极层覆盖的区域外，被玻璃秞覆盖。印刷玻璃秞厚度在6～12μm，印刷完成后，将压电陶瓷片经150～350℃烘干。
10、作为优选，电极为铜电极片，电极通过环氧树脂或a/b胶黏合于压电陶瓷片侧面并与对应的正面或背面的该侧电极层抵接。在压电陶瓷片侧面涂刷环氧树脂或a/b胶后贴上铜电极片，然后在80～120℃下固化10～30分钟，获得侧边电极具有电路并联的效果。铜电极片上下两端分别与压电陶瓷片的正反面齐平设置。
11、作为优选，多个钎焊层以点状均匀间隔分布在电极层上。极化的压电陶瓷片，根据多层压电驱动器的内部结构，设计相应的丝网图案，钎焊层印刷完成后，经80～120℃烘干的压电陶瓷薄片元件，按照压电驱动器的内部结构进行叠放，整体呈叉指状，再用专用夹具，施加一定夹持力，经100～150℃烘干、软化，使其对银层与焊料预合金化；最后将其放置在真空烧结炉内烧结使相邻压电陶瓷片复合在一起。
12、作为优选，钎焊层与压电陶瓷片外侧边缘间距不小于1mm。
13、进一步的，压电陶瓷片为15-50个。
14、与现有技术相比，本技术的有益效果是：通过在压电陶瓷片间设置分子银浆层和玻璃釉层，然后通过钎焊连接实现多个单层压电陶瓷薄片的一体化，避免了有机物胶粘剂的使用，可满足其在较高温度(200℃)下的应用，同时，具有大位移、大力矩的特点，机械强度也较传统粘接制备方法得到较大程度提高。
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1.一种多层压电陶瓷驱动器,包括多个方形压电陶瓷片，压电陶瓷片正反表面分别设有电极层，其特征在于：压电陶瓷片任一相对一侧侧面分别设置有相对设置的电极；
2.根据权利要求1所述的多层压电陶瓷驱动器，其特征在于：电极层由银浆涂覆而成，电极层厚度为3～6μm。
3.根据权利要求2所述的多层压电陶瓷驱动器，其特征在于：玻璃秞层厚度为6～12μm。
4.根据权利要求1所述的多层压电陶瓷驱动器，其特征在于：电极为铜电极片，电极通过环氧树脂或A/B胶黏合于压电陶瓷片侧面并与对应的正面或背面的该侧电极层抵接。
5.根据权利要求1所述的多层压电陶瓷驱动器，其特征在于：压电陶瓷片为平面为15mm×15mm，厚度为0.15～1.0mm的方形薄片。
6.根据权利要求1所述的多层压电陶瓷驱动器，其特征在于：多个钎焊层以点状均匀间隔分布在电极层上。
7.根据权利要求6所述的多层压电陶瓷驱动器，其特征在于：钎焊层与压电陶瓷片外侧边缘间距不小于1mm。
8.根据权利要求7所述的多层压电陶瓷驱动器，其特征在于：压电陶瓷片为15-5
...【技术特征摘要】
1.一种多层压电陶瓷驱动器,包括多个方形压电陶瓷片，压电陶瓷片正反表面分别设有电极层，其特征在于：压电陶瓷片任一相对一侧侧面分别设置有相对设置的电极；
2.根据权利要求1所述的多层压电陶瓷驱动器，其特征在于：电极层由银浆涂覆而成，电极层厚度为3～6μm。
3.根据权利要求2所述的多层压电陶瓷驱动器，其特征在于：玻璃秞层厚度为6～12μm。
4.根据权利要求1所述的多层压电陶瓷驱动器，其特征在于：电极为铜电极片，电极通过环氧树脂或a/b胶黏合于压电陶瓷片侧面并与...
【专利技术属性】
技术研发人员：项光磊，汪跃群，高亮，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七一五研究所，
类型：新型
国别省市：
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