压电陶瓷压电原理与制作工艺.ppt

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本文观看结束!!! 谢 谢 ! 致谢:感谢本所尚勋忠副教授、硕士生刘珩、姜丹、郭金明在文字输入与ppt制作上的辛勤劳动! 谢 谢 欣 赏! * * * * * * * * * * 压电陶瓷泵 * 压电陶瓷喷墨打印 压电陶瓷的制作工艺 烧结(烧结条件) 制定合理的烧结条件的一般原则是: 以最经济的方式(看效率、成本等经济指标),烧出高质量的瓷料(看性能等技术指标)。 制定合理条件的依据是: ①材料的相图组成—相—温度关系);②综合热分析(失重、胀缩、热差)数据;③瓷料烧结线收缩或体积密度;④显微组织结构分析;⑤制品电性能数据。 烧结条件的确定 重点关注:一是烧结条件与瓷料组织结构、性能关系;二是烧结条件与坯体形状尺寸关系。 (1)烧结温度 取决配方化学组成、瓷料粒度、坯体形状尺寸、成型方式、升温速度和保温时间等。一般经试烧,测定不同烧结温度元件收缩、密度、组织结构和电性能,比较确定。烧结温度范围较宽(±30℃)的瓷料,应在上限温度烧结,保温时间不宜长;范围较窄(±10℃)的瓷料,在下限温度烧结;适当延长保温时间。 压电陶瓷的制作工艺 烧结(烧结条件) (2)升温速度和保温时间 升温速度较快(300℃/h左右)时,烧温宜偏上限,保温时间不宜长;升温速度较慢(200℃/h左右)时,烧温宜偏下限,保温时间适当延长。 PbO高温易挥发,形状简单小尺寸坯件,较快速度升温和短期保温(≤1h)。大件且外形复杂坯件,应变慢升温速度和延长保温时间,且力求密封烧结,以使制品烧结均匀,避免失铅。 压电陶瓷的制作工艺 烧结(烧结条件) (3)降温速度和冷却方式 主要取决于坯件形状尺寸和烧结炉的构造。 中小型坯件可以采用停电随炉冷却方式。形状简单小型坯件,为使晶粒细化,避免还原发黑,可微开炉门,空气冷却;也可采取抽风快冷方式,到850℃再进行随炉冷却。形状复杂的大型坯件,一般控制在100℃/h的降温速度冷却,以免变形开裂。 压电陶瓷的制作工艺 烧结(烧结条件) 压电陶瓷的制作工艺 烧结(烧结工艺步骤) 烧结前准备工作 1)检查: ①烧结炉发热体好坏、热电偶的位置、电流电压的平衡、保温性能等炉况; ②烧结耐火配件,如坩埚与盖完好与配合情况、吸铅程度,匣缽好坏程度等。 2) 装埚、装缽和进炉,如图下所示。进炉应平稳轻轻推进,以免堆叠的坯体错动。 装缽示意图 压电陶瓷的制作工艺 烧结(烧结工艺步骤) (2)设置烧结程序 按工艺规定的烧结条件在控温仪上设置烧结程序,通电加热烧结。 烧结(烧结工艺步骤) 压电陶瓷的制作工艺 (3)定期观察、调整、记录烧结炉运行状况,并在接近最佳烧结温度和保温时间,反复检查、测定、校正温度,防止温度的偏离。 (4)保温结束以后,停电,自然冷却或按其他降温冷却方式冷却。200℃以下可出炉。 烧结质量的判断,除了测定致密度、电性能和显微结构外,生产采用直观判断法:①室温下颜色:均匀一致、有光泽;②粘结现象:瓷件之间稍有粘结,但易分开;③收缩率:约12%左右;④墨水扩散:不渗墨水,无扩散现象;⑤声响:敲击时有清脆的金属声;⑥机械强度:强度高,不易被折断;⑦断面状况:均匀、致密、无气孔、断口呈贝壳状,有光泽;⑧在同一炉、同一埚内的瓷件,上述特征基本一致,无明显差别。 压电陶瓷的制作工艺 烧结(质量的判断) 压电陶瓷的制作工艺 烧结(影响烧结的主要因素) (1)原料的影响 不同规格、级别的原料含不同种类和数量的杂质,不同产地、批次原料的活性也不相同,烧结条件也会产生相应的变化。 (2)锆钛比(Zr/Ti)影响 随Zr/Ti的增加,烧结温度随之增高,甚至难以烧结。 (3)添加物的影响 压电陶瓷的制作工艺 烧结(影响烧结的主要因素) ①产生A位缺陷的“软性”添加物(如La3+,Nb5+等)。利于离子扩散,烧结温度范围扩大,提高烧结速度。 ②产生O空位的“硬性”添加物(如Na+,Fe3+,Sc3+等)。使晶格收缩,不利于离子扩散,较难烧结。 ③小半径等价取代A位离子的取代物(如Sr2+等)。使A位松动,晶格畸变而有利于离子扩散,易于烧结。 压电陶瓷的制作工艺 烧结(影响烧结的主要因素) ④生成液相的添加物(如 SiO2,Bi2O3等)。 在坯体中长生液相,离子易于扩散,可降低烧结温度。 ⑤能限制晶粒长大的晶界分凝添加物(如Fe3+,Al3+,Cr3+,Ni3+等)。该类添加物一部分固溶于晶格起改性作用;一部分凝聚于晶界,限制晶粒长大,导致高密度的微晶结构,提高瓷件机电性能,特别提高机械强度。 (4)预烧温度的影响 压

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