一种压电双晶片制备方法技术

本发明专利技术的一种压电双晶片制备方法，纤维板预浸料在高温定向压力作用下使纤维板预浸料自身含有的未固化环氧树脂的熔化、扩散、固化实现中间支撑片与压电体之间的粘接，实现压电体与中间支撑片的同时固化成型。获得的压电双晶片具有工作可靠、寿命长的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于压电陶瓷驱动器和传感器
，特别涉及。
技术介绍
随着电子技术的发展，利用压电技术的正压电效应或者逆压电效应，形成的双压电晶片型的压电驱动器或传感器，可作为智能控制的核心控制元件使用。输送气体液体的压电泵多采用简支梁双压电晶片，利用压电晶片的逆压电效应，驱动整个压电驱动振子的弯张振动来改变压电驱动振子与壳体之间形成容积室的体积，实现气体液体连续负压吸入和加压排出。压电阀亦采用悬臂梁双压电晶片，在压电晶片逆压电效应的作用下，驱动整个压电驱动振子的自由端运动，从而实现阀体开关的功能。针织机选针器亦是采用压电双晶片作为转换元件，利用控制器发送的脉冲信号作用于压电双晶片上，靠压电驱动片的逆压电效应，使压电双晶片产生挠度位移和弯距来控制选针。现有的压电双晶片的中间支撑片一般采用的材料为黄铜片、铍青铜片、不锈钢片、纤维板或其它特种材质等。传统压电双晶片中的上下压电体与中间支撑片之间的联结一般采用环氧树脂粘接剂来实现粘接(见图7、图8)。但是粘接工艺中，中间支撑片与环氧树脂粘接层之间属于不同材质，粘接层与中间支撑片容易分层、开裂或脱落，导致双晶片失效。虽然国内外研发人员在中间支撑体表面进行活化处理，增强与环氧树脂之间的结合力，但是处理效果容易出现偏差，非常容易出现粘接缺陷问题，导致器件失效。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为克服上述
技术介绍
的不足，有效解决压电双晶片中的粘接层失效问题，而提出的。本专利技术的技术方案是:，其特征在于，包括以下步骤: 第一步:将带电极的下压电体和带电极的上压电体采用水洗、酒精洗和丙酮洗，并在80 - 150°C烘干待用； 第二步:将未固化的纤维板预浸料切割成需要的尺寸待用； 第三步:将带电极的下压电体、带电极的上压电体、未固化的纤维板预浸料、引出电极铜箔按照下压电体-引出电极铜箔-纤维板预浸料-引出电极铜箔-上压电体的方式相互叠在一起，形成多层组合体； 第四步:将步骤三的多层组合体放在带定向施加压力功能的加热设备中固化，固化压力 2-100kg/cm2，固化温度 120-210°C，固化时间 60_240min ； 第五步:将步骤四中固化后的双晶片按照一定的极化方式极化，极化温度为20-150°C，极化电压1000 - 5000V/mm，极化时间10_60min，获得具有压电效应的压电双晶片; 第六步:将压电双晶片进行多次切割或磨削，形成特殊尺寸的压电双晶片，加工方式包括为划片、外圆切割、内圆切割、平面磨、外圆磨。根据本专利技术的，所述的上下压电体的电极材料包括银电极、银钯电极、镍电极、金电极、铜电极、铝电极。根据本专利技术的，所述的未固化的纤维板预浸料高温压力固化后形成双晶片的中间支撑片，而纤维板预浸料自身含有的预浸料树脂熔化、扩散、固化实现带电极的下压电体、带电极的上压电体、引出导电铜箔、中间支撑片之间的联结。根据本专利技术的，所述的预浸料树脂为环氧树脂。根据本专利技术的，所述的纤维为玻璃纤维或碳纤维。根据本专利技术的，所述的纤维编织方式包括普通双向编织方式、多轴向编织方式、单向编织方式。本专利技术的，采用纤维板预浸料自身含有的环氧树脂粘接剂的熔化、扩散、固化实现中间支撑片与压电体之间的粘接，消除了
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中粘接层，实现压电体与中间支撑片的同时固化成型。获得的压电双晶片具有工作可靠、寿命长的特点。【附图说明】图1为压电体一纤维板预浸料一引出电极铜箔之间的层叠立体示意图 图2为本专利技术固化后的压电双晶片结构示意图 图3为单向编织纤维板预浸料固化后的中间支撑片中的纤维排列示意图 图4为普通双向编织纤维板预浸料固化后的中间支撑片中的纤维排列示意图 图5为“负正正负”极化方式的结构示意图 图6为“正负正负”极化方式的结构示意图 图7为非导体中间支撑片的传统压电双晶片结构示意图 图8为导体中间支撑片的传统压电双晶片结构示意图 上述图中:1.带电极的下压电体；2.带电极的上压电体；3.未固化的纤维板预浸料；4.引出电极铜箔；5.纤维板预浸料固化后的中间支撑片；6.单向编织纤维板预浸料中的经向纤维束；7.普通双向编织纤维板预浸料中的经向纤维束；8.普通双向编织纤维板预浸料中的纬向纤维束；9传统的非导电中间支撑片；10.粘接层；11.传统的导电金属中间支撑片。【具体实施方式】下面通过实施例，并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步具体的说明。实施例1 本实施例的上下压电体与纤维板预浸料采用长方形结构，上下压电体的电极层采用金电极，纤维板预浸料为单向玻璃纤维型预浸料，纤维束分布状态见图3 ;纤维板预浸料中未固化的预浸料树脂为环氧树脂，上下压电体尺寸相同且材料相同。本实施例中的压电双晶片制备方法，包括以下步骤: 第一步:将带电极的下压电体I和带电极的上压电体2采用水洗、酒精洗和丙酮洗，并在120°C烘干待用； 第二步:将未固化的纤维板预浸料3切割成需要的尺寸待用； 第三步:将带电极的下压电体1、带电极的上压电体2、未固化的纤维板预浸料3、引出电极铜箔4按照下压电体-引出电极铜箔-纤维板预浸料-引出电极铜箔-上压电体的方式相互叠在一起(见图1)，形成多层组合体； 第四步:将步骤三的多层组合体放在带定向施加压力功能的加热设备中固化，固化压力80kg/cm2，固化温度160°C，固化时间180min，固化后的双晶片结构示意图见图2 ； 第五步:将步骤四中固化后的双晶片按照“负正正负”极化方式极化(图5)，图中P为极化方向(下同)；极化温度为80°C，极化电压4000V/mm，极化时间50min，获得具有压电效应的压电双晶片； 本实施例中，上下压电体均采用相同的软性P5材料，上下双晶片的尺寸为长度45mm，宽度7mm，厚度0.25mm ;纤维板预浸料的尺寸为长度51mm，宽度7mm，厚度为0.25mm ;双晶片的极化方式为“负正正负”方式极化。形成的压电双晶片可以用于各类压电驱动器的驱动元件。实施例2 本实施例的上下压电体与纤维板预浸料采用长方形结构，上下压电体的电极层采用银电极，纤维板预浸料为普通双向玻璃纤维型预浸料，纤维束分布状态见图4 ;纤维板预浸料中未固化的预浸料树脂为环氧树脂，上下压电体尺寸相同且材料相同。本实施例中的压电双晶片制备方法，包括以下步骤: 第一步:将带电极的下压电体I和带电极的上压电体2采用水洗、酒精洗和丙酮洗，并在120°C烘干待用； 第二步:将未固化的纤维板预浸料3切割成需要的尺寸待用； 第三步:将带电极的下压电体1、带电极的上压电体2、未固化的纤维板预浸料3、引出电极铜箔4按照下压电体-引出电极铜箔-纤维板预浸料-引出电极铜箔-上压电体的方式相互叠在一起，形成多层组合体； 第四步:将步骤三的多层组合体放在带定向施加压力功能的加热设备中固化，固化压力80kg/cm2,固化温度160°C,固化时间180min ； 第五步:将步骤四中固化后的双晶片按照“负正正负”极化方式极化，极化温度为80°C，极化电压4000V/mm，极化时间50min，获得具有压电效应的压电双晶片； 本实施例中，上下压电体均采用相同的软性P5材料，上下双晶片的尺寸为长度38mm，宽度12mm,厚度0.20mm ;纤维板预浸料的尺寸为长度44mm本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压电双晶片制备方法，其特征在于，包括以下步骤：?????第一步：将带电极的下压电体（1）和带电极的上压电体（2）采用水洗、酒精洗和丙酮洗，并在80－150℃烘干待用；?????第二步：将未固化的纤维板预浸料切割成需要的尺寸待用；?????第三步：将带电极的下压电体（1）、带电极的上压电体（2）、未固化的纤维板预浸料（3）、引出电极铜箔（4）按照下压电体?引出电极铜箔?纤维板预浸料?引出电极铜箔?上压电体的方式相互叠在一起，形成多层组合体；?????第四步：将步骤三的多层组合体放在带定向施加压力功能的加热设备中固化，固化压力2?100kg/cm2，固化温度120?210℃，固化时间60?240min；?第五步：将步骤四中固化后的双晶片按照一定的极化方式极化，极化温度为20?150℃，极化电压1000－5000V/mm，极化时间10?60min，获得具有压电效应的压电双晶片；第六步：将压电双晶片进行多次切割或磨削，形成特殊尺寸的压电双晶片，加工方式包括为划片、外圆切割、内圆切割、平面磨、外圆磨。

【技术特征摘要】
1.一种压电双晶片制备方法，其特征在于，包括以下步骤: 第一步:将带电极的下压电体(I)和带电极的上压电体(2)采用水洗、酒精洗和丙酮洗，并在80 - 150°C烘干待用； 第二步:将未固化的纤维板预浸料切割成需要的尺寸待用； 第三步:将带电极的下压电体(I)、带电极的上压电体(2)、未固化的纤维板预浸料(3 )、引出电极铜箔(4)按照下压电体-引出电极铜箔-纤维板预浸料-引出电极铜箔-上压电体的方式相互叠在一起，形成多层组合体； 第四步:将步骤三的多层组合体放在带定向施加压力功能的加热设备中固化，固化压力 2-100kg/cm2，固化温度 120-210°C，固化时间 60_240min ； 第五步:将步骤四中固化后的双晶片按照一定的极化方式极化，极化温度为20-150°C，极化电压1000 - 5000V/mm，极化时间10_60min，获得具有压电效应的压电双晶片; 第六步:将压电双晶片进行多次切割或磨...

【专利技术属性】
技术研发人员：王素贞，
申请(专利权)人：重庆中镭科技有限公司，
类型：发明
国别省市：