压电陶瓷生产工艺流程
1.原料选择:根据所需压电陶瓷的具体成分和性能要求,选择合适的金属氧化物或碳酸盐作为原料。常用的原料包括Pb₃O₄、ZrO₂、TiO₂等。
2.配料:按照配方比例准确称量各种原料,注意少量添加剂的放置位置,通常应放在大料的中间,以确保混合均匀。
3.混合:将称量好的原料放入球磨机中,加入适量的磨球和介质(如水或酒精),进行机械混合。
4.球磨:通过球磨机的转动,使原料在磨球的作用下不断碰撞、摩擦,从而达到粉碎和混合的目的。球磨时间、转速和介质的选择都会影响原料的细度和混合效果。
5.预烧:将球磨后的原料放入高温炉中,按照预定的升温曲线进行加热。预烧过程中,原料会经历线性膨胀、固相反应、收缩和晶粒生长等阶段。
6.二次球磨:将预烧后的原料再次进行球磨,以进一步细化粉末并提高成分的均匀性。
7.造粒:在二次球磨后的粉末中加入适量的粘结剂(如聚乙烯醇PVA),通过喷雾干燥或手工造粒等方法制成流动性好的颗粒。
8.成型:常用的成型方法包括干压成型、等静压成型等。成型过程中需要控制压力、保压时间和脱模速度等参数,以确保坯体的质量和尺寸精度。

9.排塑:将成型坯体放入排塑炉中,按照预定的升温曲线进行加热,使粘结剂和水分逐渐挥发排出。
10.烧结:将排塑后的坯体放入高温炉中,在适当的烧结气氛(如氧化气氛)和温度下进行烧结。烧结过程中需要控制升温速度、保温时间和冷却速度等参数,以确保陶瓷体的质量和性能。
11.后加工:对烧结后的陶瓷体进行研磨、切割等加工,以达到所需的尺寸和形状精度。
12.电极制备:在陶瓷体的表面制备导电电极,常用的方法包括银层烧渗、化学沉积和真空镀膜等。电极的制备质量直接影响压电陶瓷的性能和使用效果。
13.极化:将制备好电极的陶瓷体放入极化装置中,施加高直流电场进行极化处理。极化过程中需要控制电场强度、极化温度和极化时间等参数。
14.测试:对极化后的压电陶瓷进行性能测试,包括压电系数、介电常数、机电耦合系数等指标的测量。
15.检验:根据测试结果对压电陶瓷进行质量检验,确保产品符合设计要求和使用标准。