提出一种多层结构的压电执行器(1),其中外电极(6、6a、6b)利用通过热喷涂敷设的附着层(4、4a、4b)被固定。外电极(6、6a、6b)是金属丝网。还提出一种用于固定压电执行器(1)的外电极(6、6a、6b)的方法。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】提出一种多层结构的压电执行器,其中压电层和电极层设置成一个堆垛。为了电接触电极层,将外电极固定在堆垛的外侧面上。这种压电执行器例如用于操纵汽车中的喷涂阀。在出版物EP 0844678 Bl中记载了一种压电执行器,其带有固定在堆垛上的外电极。要实现的目的是,使得外电极尽可能无损伤地与由压电层和电极层构成的堆垛连接。提出一种多层结构的带有堆垛的压电执行器,该堆垛由压电层和布置于压电层之间的电极层构成。压电执行器具有至少一个外电极,所述外电极利用通过热喷涂敷设的层固定在堆垛的外侧面上。优选堆垛的所有层都共同地被烧结,并形成整体的多层执行器。对于压电层来说, 例如使用含有压电材料如锆酸盐-钛酸盐(PZT)的薄膜。为了形成电极层,可以采用丝网印刷方法将金属胶例如银-钯胶或者也可以将含铜的胶敷设到膜上。这些膜接下来例如沿着纵轴线堆叠、压实和共同地烧结。在这里,不必在每个压电层上都敷设电极层。例如可以在两个电极层之间有多个压电层。这些压电层被极化,从而它们在施加电压情况下在相邻的电极层之间沿着其极化方向延展。为了电接触电极层,使得这些电极层与外电极连接。例如将两个外电极安置在堆垛的两个外侧面上。这些电极层然后可以沿着堆垛方向交替地一直伸展至外电极之一, 并与其电连接,且相对于第二外电极向后错开。以此方式,同一极性的电极层可以通过共同的外电极进行电接触。为了实现可靠的电接触,外电极必须可靠地固定在堆垛的外侧面上。外电极利用通过热喷涂敷设的附着层固定在堆垛上。这种固定方式的优点是,在外电极固定在堆垛上的情况下,压电陶瓷不会受到过度加热而造成在堆垛上出现损伤。尽管可能在堆垛的外侧面上出现局部的例如在 100°C-200°c范围内的高温,但温度升高并不涉及堆垛的整个体积,而是仅仅短暂地出现高温。此外,通过热喷涂敷设的附着层优选紧靠在外电极和堆垛上,且具有较小的厚度。这可以实现特别节省空间地接触压电执行器。附着层至少部分地附着在外电极和压电堆垛上,因而将外电极固定在堆垛上。优选附着层至少部分地附着在外电极顶面和堆垛外侧面上。在这里,外电极的顶面是在外电极铺设在堆垛上的情况下可直接从外面够到的外电极侧面。所述顶面包括可从外面清楚地看到的、平行于堆垛外侧面布置的外电极区域。但术语“顶面”也包括外电极的可直接从外面够到但无法从外面清楚地看到的区域,因为这些区域相对于堆垛外侧面倾斜。这些区域例如是外电极边缘处的区域,或者是限定外电极中的孔的外电极区域。例如,附着层覆盖外电极的顶面。相应地,附着层为此优选至少部分地附着在堆垛外侧面的某些区域上,这些区域在铺设外电极的情况下可直接从外面够到,也就是说,未被外电极遮盖。这些区域例如是堆垛外侧面的围绕外电极布置的区域,或者是透过外电极中的凹槽可从外面看到的区域。优选附着层并不伸展到堆垛外侧面与不能从外面够到的外电极之间的区域中。这例如涉及如下区域,即在这些区域中,外电极覆盖堆垛的外侧面,因而朝向外面被遮暗。因此,外电极在这些区域中并不牢固地与堆垛连接。其优点是,堆垛外侧面上所产生的裂缝能被外电极越过,而不会延续到外电极中。但优选外电极至少部分地直接贴靠在堆垛外侧面上,而且与堆垛外侧面电接触。在这种情况下可行的是,直接通过外电极来接触电极层。因而即使附着层较小或者不导电也可以接触电极层。外电极和堆垛的与附着层直接机械接触的区域基本上决定于所采用的热喷涂方法。在这里,首先提供由压电层与设置在压电层之间的电极层构成的堆垛,并将外电极铺设到堆垛的外侧面上。接下来,将材料热喷涂到构件上。这里优选仅仅外电极和堆垛的部分区域被附着层覆盖,所述部分区域可直接从外面,也就是从喷涂方向,被喷涂颗粒够到。根据一种实施方式,在堆垛的外侧面上布置有用于电接触电极层的接触层。外电极被固定在该接触层上。优选外电极至少部分地直接位于接触层上。例如,接触层是在烧结堆垛时一同烧上的基体金属。它可以由与电极层相同的材料构成,例如由银-钯胶或者含铜的胶构成。在这里,接触层在所谓的非活性区域中固定在堆垛的外侧面上,在该区域中,每第二个电极层伸到堆垛的外侧面,并与接触层电接触。例如,在堆垛的两个对置侧,接触层设置在非活性的区域中。优选附着层可导电。其优点是,对电极层的电接触也可通过附着层来实现,而并非仅能通过外电极来实现。因而,如果附着层伸入到外电极与堆垛之间的区域中并与接触层或电极层电接触,也可以确保对电极层的电接触。此外,对电极层的电压供应也可以通过固定在附着层上的另一接触部分来进行。为此例如将金属丝形式的引线焊接到附着层上。附着层例如含有金属。金属经过优选选择,使得附着层良好地附着在基体金属和金属的外电极上,且能产生可靠的电连接。例如,附着层含有与基体金属或外电极相同的金属。附着层的金属例如选自铜、银、铝和锌。根据一种实施方式,外电极是具有孔的金属丝网。金属丝网例如是钢丝网、铜丝网或铁-镍合金网。金属丝也可以带有铜层,由此可以改善外电极的焊接性。因而例如可以将用于施加电压的电接头特别良好地焊接到外电极上。金属丝网也可以为多层结构。在这种情况下,将减小外电极彻底断裂的可能性,从而使得电接触特别可靠。根据另一实施方式,外电极是设有孔的板。例如,该板含有钢、铜或铁-镍合金。可以在板上冲制开设出孔。这种具有孔的外电极可以特别良好地固定在堆垛上。在热喷涂时,附着层从外面敷设到外电极顶面和堆垛上。在这种情况下,外电极特别可靠地固定在堆垛上,如果附着层同时附着在外电极和堆垛的尽可能多的区域上。附着层在堆垛上的尽可能多的附着部位优选紧邻附着层在外电极上的附着部位。优选孔均勻地分布在外电极上,从而外电极可在尽可能多的部位与堆垛连接。优选孔填充有附着层。例如,堆垛外侧面在孔的区域被附着层覆盖。在这种情况下,附着层未必彻底充满孔。孔被附着层部分地填充就足够了。此外将给出压电执行器的外电极固定方法。首先,提供由压电层和布置于其间的电极层构成的堆垛。接下来,在堆垛的外侧面上铺设外电极。然后将材料敷设到外电极的部分顶面和堆垛的部分外侧面上。优选材料被热喷涂,在这种情况下成为颗粒形式。由压电层和布置于其间的电极层构成的堆垛优选在外电极铺设到外侧面上之前被烧结。例如,接触层被一同烧结在堆垛的外侧面上,外电极被铺设到该外侧面上。材料经过喷涂,使得外电极与堆垛牢固地连接。经过热喷涂的材料形成附着层,该附着层至少部分地附着在外电极顶面和堆垛外侧面上。例如,在热喷涂时采用的方法选自火焰喷涂、等离子喷涂、冷气喷涂和电弧喷涂。根据该方法,材料成为颗粒形式,经过加速,被抛掷到外电极和压电堆垛的顶面上。在到达构件顶面时,喷涂颗粒会发生机械变形,并保持附着在表面上。该方法的主要差异在于颗粒的温度和速度。因而,例如在火焰喷涂时,材料由于受热而成为熔化的颗粒形式,并被抛掷到构件表面上。在冷气喷涂时使用粉末状材料,这种材料仅略微受热,且被高速地抛掷到待涂层的表面上。在到达表面时,基于所产生的摩擦热,颗粒相互结合,并与表面结合。热喷涂方法的优点是,堆垛在喷涂过程期间不必受热,或者仅仅略微受热,因而在堆垛上不会造成热损伤或者热损伤很小。堆垛的温度在热喷涂期间优选低于形成附着层的材料的熔点温度。堆垛的温度例如小于200°C。这里也包含的内容有,在堆垛外侧面上短暂地产生局部高本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多层结构的压电执行器,具有:- 由压电层(2)与设置在压电层之间的电极层(3)构成的堆垛(11);和- 至少一个外电极(6、6a、6b),所述外电极利用通过热喷涂敷设的附着层(4、4a、4b)固定在堆垛(11)的外侧面上。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员:F林纳,
申请(专利权)人:埃普科斯股份有限公司,
类型:发明
国别省市:DE
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。