2-2型压电陶瓷/单晶铁电复合材料的制备方法和制备冶具通过将压电陶瓷/单晶铁电材料进行精磨，使其达到预设厚度。然后沿压电陶瓷/单晶铁电材料的长度方向切割形成深度固定的沟槽。最后沿沟槽朝向将多个压电陶瓷/单晶铁电材料子块堆叠，再在堆叠后的沟槽内填充聚合物。因此，在沟槽深度固定时，聚合物的厚度就能固定为沟槽深度，从而能够避免聚合物厚度超过阈值而影响压电陶瓷/单晶铁电材料的总宽度。且上述方法中采用先切割后堆叠填充，使得压电陶瓷/单晶铁电材料的总宽度固定为预设的压电陶瓷/单晶铁电材料厚度，使其符合用户要求。
【技术实现步骤摘要】
【专利说明】具
本专利技术涉及2-2型压电陶瓷/单晶铁电复合材料，特别是涉及一种工艺简单。复合换能器高频参数要求2-2型压电陶瓷/单晶铁电复合材料的制备方法和制备冶具。
技术介绍
压电复合材料是将压电材料和聚合物按一定的连同方式，一定的体积(或重量)比例复合而成。压电复合材料有很多优良的性能，例如声阻抗低，柔韧性好，换能器脉冲时间短，具有较高的抗机械冲击性能等。2-2型压电复合材料的压电相和聚合物相均在二维平面内自连，具有层状交叠的复合结构。它的性能取决于压电陶瓷和聚合物的体积比，可以找到一个最佳体积比，使机械耦合系数最高，侧向振动耦合最弱，而且其最显著的优点是能够制成超高频的换能器，提高图像的分辨率。因此被广泛的应用在医疗成像，无损检测等领域。中心工作频率在20MHz以上的高频2-2型压电换能器，对压电陶瓷柱及陶瓷柱之间聚合物的厚度要求较高。传统的一般采用精细切割再填充的方法，由于划片机刀具厚度OlOum)的限制，用此切割后的陶瓷/单晶铁电复合材料形成的切口宽度难以达到换能器的高频参数要求，而且由划片机加工的压电陶瓷，存在崩边现象，严重影响压电复合材料的性能。
技术实现思路
基于此，有必要一种工艺简单。复合换能器高频参数要求2-2型压电陶瓷/单晶铁电复合材料的制备方法。—种2-2型压电陶瓷/单晶铁电复合材料的制备方法，包括以下步骤:精磨压电陶瓷/单晶铁电材料，使其上下表面达到预设厚度(K+W) _，其中，K为压电陶瓷/单晶铁电材料阵元与阵元之间的切缝宽度，W为压电陶瓷/单晶铁电材料阵元的宽度；沿所述压电陶瓷/单晶铁电材料的长度方向切割，使所述压电陶瓷/单晶铁电材料在厚度方向上形成深度为K mm的沟槽；沿所述压电陶瓷/单晶铁电材料的宽度方向切割，使其分为若干压电陶瓷/单晶铁电材料子块；将若干压电陶瓷/单晶铁电材料子块堆叠，且压电陶瓷/单晶铁电材料子块的沟槽方向一致；向堆叠的压电陶瓷/单晶铁电材料子块的沟槽中添加聚合物并使其固化形成压电陶瓷/单晶铁电复合材料。在其中一个实施例中，还包括对所述压电陶瓷/单晶铁电复合材料进行打磨并切除所有堆叠的压电陶瓷/单晶铁电材料子块的槽边。在其中一个实施例中，所述沿所述压电陶瓷/单晶铁电材料的长度方向切割的步骤包括:使用金刚石切片机沿所述压电陶瓷/单晶铁电材料的长度方向切割。在其中一个实施例中，所述沿所述压电陶瓷/单晶铁电材料的宽度方向切割的步骤包括:使用金刚石切片机沿所述压电陶瓷/单晶铁电材料的宽度方向切割。在其中一个实施例中，在所述将若干压电陶瓷/单晶铁电材料子块堆叠的步骤之前还包括:将若干压电陶瓷/单晶铁电材料子块采用超声清洗机将其洗净并晾干。在其中一个实施例中，所述将若干压电陶瓷/单晶铁电材料子块堆叠，且压电陶瓷/单晶铁电材料子块的沟槽方向一致的步骤包括:将若干压电陶瓷/单晶铁电材料子块沟槽朝向堆叠，并将整个堆叠的压电陶瓷/单晶铁电材料子块的槽边采用夹具固定夹紧。在其中一个实施例中，所述压电陶瓷/单晶铁电材料阵元与阵元之间的切缝宽度K小于10 μ m0在其中一个实施例中，所述压电陶瓷/单晶铁电材料阵元的宽度W小于0.1mm。此外，还提供一种工艺简单。复合换能器高频参数要求2-2型压电陶瓷/单晶铁电复合材料的制备冶具。一种2-2型压电陶瓷/单晶铁电复合材料的制备冶具，用于将上述2-2型压电陶瓷/单晶铁电复合材料的制备方法中堆叠的压电陶瓷/单晶铁电材料子块夹紧；其特征在于，包括夹具体底座、夹紧底板及夹紧螺栓；所述夹具体底座用于放置堆叠后的压电陶瓷/单晶铁电材料子块，所述夹具体底座为槽体，所述夹紧压板设于所述夹具体底座顶部两端，所述夹紧压板与所述夹具体底座螺接，所述夹紧螺栓设于所述夹紧压板上，调节所述夹紧螺栓来夹紧堆叠的压电陶瓷/单晶铁电材料子块。在其中一个实施例中，所述夹紧压板通过紧固螺钉与所述夹具体底座固定连接。上述2-2型压电陶瓷/单晶铁电复合材料的制备方法和制备冶具通过将压电陶瓷/单晶铁电材料进行精磨，使其达到预设厚度。然后沿压电陶瓷/单晶铁电材料的长度方向切割形成深度固定的沟槽。最后沿沟槽朝向将多个压电陶瓷/单晶铁电材料子块堆叠，再在堆叠后的沟槽内填充聚合物。因此，在沟槽深度固定时，聚合物的厚度就能固定为沟槽深度，从而能够避免聚合物厚度超过阈值而影响压电陶瓷/单晶铁电材料的总宽度。且上述方法中采用先切割后堆叠填充，使得压电陶瓷/单晶铁电材料的总宽度固定为预设的压电陶瓷/单晶铁电材料厚度，使其符合用户要求。【附图说明】图1为2-2型压电陶瓷/单晶铁电复合材料的制备方法的流程图；图2为压电陶瓷/单晶铁电材料的结构示意图；图3为精磨后的压电陶瓷/单晶铁电材料的结构示意图；图4为切割形成沟槽后的压电陶瓷/单晶铁电材料的结构示意图；图5为压电陶瓷/单晶铁电材料子块的结构示意图；图6为堆叠后的压电陶瓷/单晶铁电材料子块的结构示意图；图7为添加聚合物后的压电陶瓷/单晶铁电材料子块的结构示意图；图8为压电陶瓷/单晶铁电复合材料的结构示意图；图9为2-2型压电陶瓷/单晶铁电复合材料的制备冶具的结构示意图；图10为2-2型压电陶瓷/单晶铁电复合材料的制备冶具的分解示意图。【具体实施方式】如图1所示，为2-2型压电陶瓷/单晶铁电复合材料的制备方法的流程图。—种2-2型压电陶瓷/单晶铁电复合材料的制备方法，包括以下步骤:步骤S110，精磨压电陶瓷/单晶铁电材料，使其上下表面达到预设厚度(K+W)mm，其中，K为压电陶瓷/单晶铁电材料阵元与阵元之间的切缝宽度，W为压电陶瓷/单晶铁电材料阵元的宽度。在对压电陶瓷/单晶铁电材料进行精磨之前，需要采用超声清洗机将其洗净并晾干。如图2所示，为压电陶瓷/单晶铁电材料的结构示意图。在精磨之前，压电陶瓷/单晶铁电材料的厚度超过预设厚度(K+W)mm。因此，需要对其进行精磨。进行精磨之后的压电陶瓷/单晶铁电材料如图3所示。其厚度为预设厚度(K+W)mm。其中压电陶瓷/单晶铁电材料阵元指单个压电陶瓷/单晶铁电材料。而切缝宽度为两个相邻压电陶瓷/单晶铁电材料之间的距离。步骤S120，沿所述压电陶瓷/单晶铁电材料的长度方向切割，使所述压电陶瓷/单晶铁电材料在厚度方向上形成深度为K mm的沟槽。所述沿所述压电陶瓷/单晶铁电材料的长度方向切割的步骤包括:使用金刚石切片机沿所述压电陶瓷/单晶铁电材料的长度方向切割。使用金刚石切片机在压电陶瓷/单晶铁电材料的厚度方向切槽，精准的控制槽深为K mm，这是保证切缝宽度的关键步骤。切割形成沟槽的压电陶瓷/单晶铁电材料如图4所示。切割形成沟槽的槽深为KmmD步骤S130，沿所述压电陶瓷/单晶铁电材料的宽度方向切割，使其分为若干压电陶瓷/单晶铁电材料子块。所述沿所述压电陶瓷/单晶铁电材料的宽度方向切割的步骤包括:使用金刚石切片机沿所述压电陶瓷/单晶铁电材料的宽度方向切割。使用金刚石切片机将压电陶瓷/单晶铁电材料沿宽度方向切割成若干个子块。其中，若干压电陶瓷/单晶铁电材料子块的大小均匀。如图5所示。在所述将若干压电陶瓷/单晶铁电材料子块堆叠的步骤之前还包括:将若干压电陶瓷/单晶铁电材料子块采用超声清洗机将其洗净并晾干。由于两次切割后，压电陶瓷/单晶铁电材料子块表面会附着压电陶瓷/单晶铁电材料粉末，为保证后续工艺的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种2‑2型压电陶瓷/单晶铁电复合材料的制备方法，包括以下步骤：精磨压电陶瓷/单晶铁电材料，使其上下表面达到预设厚度(K+W)mm，其中，K为压电陶瓷/单晶铁电材料阵元与阵元之间的切缝宽度，W为压电陶瓷/单晶铁电材料阵元的宽度；沿所述压电陶瓷/单晶铁电材料的长度方向切割，使所述压电陶瓷/单晶铁电材料在厚度方向上形成深度为Kmm的沟槽；沿所述压电陶瓷/单晶铁电材料的宽度方向切割，使其分为若干压电陶瓷/单晶铁电材料子块；将若干压电陶瓷/单晶铁电材料子块堆叠，且压电陶瓷/单晶铁电材料子块的沟槽方向一致；向堆叠的压电陶瓷/单晶铁电材料子块的沟槽中添加聚合物并使其固化形成压电陶瓷/单晶铁电复合材料。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李永川，郭瑞彪，钱明，薛术，郑海荣，陈然然，苏敏，刘广，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44
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