The invention provides a stacking type suitable for road piezoelectric power generation piezoelectric transducer and a manufacturing method thereof. The preparation method comprises making a circular ceramic substrate, making rounded ceramic substrate, making rounded piezoelectric ceramic monolithic, manufacturing the stacked piezoelectric ceramics, manufacturing the stacked piezoelectric transducer. The invention is applied to optimize the structure and shape of piezoelectric ceramic piece from the production process, to ensure the symmetry and uniformity of the coating on both sides of the electrode, the electrode can be rounded process layer and ceramic has good conformability to avoid leakage phenomenon of porcelain, achieve good durability and long life to use; at the same time, the two sides of the metal plate the settings can increase the structural integrity and strength. Stacked the prepared piezoelectric transducer is stacked on the road of piezoelectric power generation piezoelectric transducer with electric force high conversion efficiency, high stiffness, regular structure etc..
【技术实现步骤摘要】
一种适用于道路压电发电的堆叠式压电换能器及制作方法
本专利技术属于道路工程领域,涉及于道路压电发电,具体涉及一种适用于道路压电发电的堆叠式压电换能器及制作方法。
技术介绍
我国道路网日渐发达,道路承担越来越多的车辆荷载。车辆荷载的不断冲击和震动将会产生源源不断的机械能。若这种机械能得到有效收集并转换成电能,将会作为除太阳能、风能、核能外又一清洁能源。现阶段,我国积极开拓新型智能压电发电路面的清洁产能模式,对践行绿色交通,推进绿色公路建设,完成《交通运输节能环保“十三五”发展规划》目标有重大现实意义。目前,堆叠式压电换能器具有力-电转换效率高、道路耦合性及耐久性好等特点,更适合荷载大、频率低、工作环境复杂的道路领域的能量收集。常用的堆叠式压电换能器制作工艺有独石共烧法与电极粘结法两种。根据已有资料,由于独石共烧法烧结温度低于电极粘结法单片的最佳烧结温度,故而其换能及机械性能等各项参数略低于最佳参数,从而影响压电陶瓷的换能效率及结构性能;同时独石共烧法制得的堆叠式压电换能器虽整体性好,但脆性大,一经丝毫受损整体破坏,而电极粘结法的堆叠式压电换能器整体性与抗破坏性能更好,故而电极粘结法宜作为路用压电换能器的生产工艺。然而,电极粘结法在人工涂刷电极时,由于陶瓷片外缘有棱角,在棱角处会存在电极层与陶瓷片贴合性差、漏瓷等问题,并且难以保证电极层两面涂刷的对称性及均匀性;此外,堆叠时还会出现压电陶瓷片横向滑移等问题。因此,亟需一种优化方案使得压电换能器可以批量化生产并发挥最大功效来满足道路能量收集领域的需求。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足,本专利技术的目的在于,提供 ...
【技术保护点】
一种适用于道路压电发电的堆叠式压电换能器的制作方法,其特征在于,该制作方法包括以下步骤:步骤一、制作圆形陶瓷基片:采用常规方法制作圆形陶瓷基片(1);步骤二、制作圆角陶瓷基片:将步骤一制得的圆形陶瓷基片(1)用夹具(2)固定,从圆形陶瓷基片(1)对称的两端向圆心处打磨,形成一对对称的电极粘结端面(3、4);用倒角工具(21)对一个电极粘结端面(3)的一个边棱进行倒圆角处理,用倒角工具(21)对另一个电极粘结端面(4)的另一个边棱进行倒圆角处理,形成圆形倒角(5),两个圆形倒角(5)分别与圆形陶瓷基片(1)的两个不同表面相连,制得圆角陶瓷基片(6);步骤三,制作圆角压电陶瓷单片:每个步骤二制得的圆角陶瓷基片(6)的两个表面上还分别设置有隔断区(7),隔断区(7)与圆形倒角(5)在圆角陶瓷基片(6)的两个表面上相对设置,隔断区(7)的端部贯通电极粘结端面(3、4);每个圆角陶瓷基片(6)的两个表面上除隔断区(7)以外的位置为导电区(8);采用丝网印刷机在隔断区(7)印刷绝缘环氧树脂胶(9),采用丝网印刷机在导电区(8)印刷导电银胶(10),采用手工笔在电极粘结端面(3、4)涂刷导电银胶(1 ...
【技术特征摘要】
1.一种适用于道路压电发电的堆叠式压电换能器的制作方法,其特征在于,该制作方法包括以下步骤:步骤一、制作圆形陶瓷基片:采用常规方法制作圆形陶瓷基片(1);步骤二、制作圆角陶瓷基片:将步骤一制得的圆形陶瓷基片(1)用夹具(2)固定,从圆形陶瓷基片(1)对称的两端向圆心处打磨,形成一对对称的电极粘结端面(3、4);用倒角工具(21)对一个电极粘结端面(3)的一个边棱进行倒圆角处理,用倒角工具(21)对另一个电极粘结端面(4)的另一个边棱进行倒圆角处理,形成圆形倒角(5),两个圆形倒角(5)分别与圆形陶瓷基片(1)的两个不同表面相连,制得圆角陶瓷基片(6);步骤三,制作圆角压电陶瓷单片:每个步骤二制得的圆角陶瓷基片(6)的两个表面上还分别设置有隔断区(7),隔断区(7)与圆形倒角(5)在圆角陶瓷基片(6)的两个表面上相对设置,隔断区(7)的端部贯通电极粘结端面(3、4);每个圆角陶瓷基片(6)的两个表面上除隔断区(7)以外的位置为导电区(8);采用丝网印刷机在隔断区(7)印刷绝缘环氧树脂胶(9),采用丝网印刷机在导电区(8)印刷导电银胶(10),采用手工笔在电极粘结端面(3、4)涂刷导电银胶(10);在150℃条件下烘干15分钟,然后对圆角陶瓷基片(6)进行极化,使得每个圆角陶瓷基片(6)的一个表面的导电区(8)形成正极面(11),另一个表面的导电区(8)形成负极面(12),制得圆角压电陶瓷单片(13);步骤四,制作堆叠式压电陶瓷:将步骤三制得的多个圆角压电陶瓷单片(13)以物理串联和电学并联的方式叠放,并用紧箍装置(20)固定夹持,竖向静压后升温到120℃并固化4~5小时,制得堆叠式压电陶瓷(14);所述的物理串联和电学并联的方式具体为:将多个圆角压电陶瓷单片(13)叠放实现物理串联;相邻圆角压电陶瓷单片(13)的正极面(11)之间通过导电银胶(10)相接触导通,使得多个圆角压电陶瓷单片(13)的正极面并联导通;相邻圆角压电陶瓷单片(13)的负极面(12)之间通过导电银胶(10)相接触导通,使得多个圆角压电陶瓷单片(13)的负极面(12)也并联导通;相邻圆角压电陶瓷单片(13)的一对圆形倒角(5)相邻设置,相邻圆角压电陶瓷单片(13)的一对隔断区(7)通过绝缘环氧树脂胶相接触绝缘,使得多个圆角压电陶瓷单片(13)并联导通的正极面...
【专利技术属性】
技术研发人员:王朝辉,宋志,李彦伟,高志伟,王海梁,王帅,赵建雄,
申请(专利权)人:长安大学,
类型:发明
国别省市:陕西,61
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