本发明专利技术请求保护一种压电陶瓷片的烧结装置以及使用该装置的压电陶瓷片烧结方法，属于压电陶瓷制造技术领域。为了克服压电陶瓷片在烧结过程容易出现断裂、弯曲等现有技术缺陷，本发明专利技术压电陶瓷片装置的内部结构中在压电陶瓷片层的顶面放置上压块，在压电陶瓷片层的底面放置下底块，在其外部结构为氧化铝承烧板箱体。采用该压电陶瓷片烧结装置的烧结方法摈除了常规加入二相增加韧性的方式，其具有烧结合格率高，工艺简单，成本低廉，并且烧结制成的压电陶瓷片的机电耦合系数和机械品质因数性能优异，因此本发明专利技术具有广阔的工业应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种压电陶瓷片的烧结装置及其方法，具体涉及一种堆烧不变形的压电陶瓷片的烧结方法。
技术介绍
自1954年人们发现了 PZT锆钛酸铅压电陶瓷后，美国、日本、荷兰等许多国家对该系统进行了详尽的研究，并且随着研制的深入派生出了一系列性能优越的PZT压电陶瓷材料，压电陶瓷材料的应用范围也大大拓展。压电陶瓷以其独特的力、热、电、光及声学等多功能性，在许多领域有广泛的应用，如压电、铁电、光电及光学器件等。现有技术中，被实用化的压电陶瓷的大部分由强电介质构成，该强电介质构成在室温附近具有正方晶系或棱形晶系的PZT(PbZr03-PbTi03固溶体)和PT(PbTi03固溶体)系等钙钛矿结构。目前最广泛应用的材料是锆钛酸铅基压电材料。但由于材料本身含铅，在传统的二次烧结过程中，由于铅的挥发及晶粒生长变化等因素，产生内应力，造成坯片在烧结时出现变形、裂痕等现象。然而，陶瓷本质的脆性限制了其大的应变特性的发挥，易产生疲劳性损伤，降低了其使用可靠性。特别是随着电子装置的小型化，对于压电陶瓷的韧性提出了更高的要求。因而，如何减少坯片烧结过程以及使用中的变形裂痕现象，并延长压电陶瓷的使用寿命成为本领域专家和技术工程师的普遍追求。目前，主要通过外加第二相(颗粒、纤维、晶须等)的方式来增加压电陶瓷材料的韧度，然而，该种方式却在增韧的同时导致了压电性能的大幅下降，且对于含铅的压电陶瓷如上面提及的PZT系以及PT系压电陶瓷，外加的第二相还易与陶瓷共熔，造成陶瓷生产过程中主要成分的流失。CN102093067B公开了一种采用纳米氧化铝晶须增韧的高压电特性的陶瓷材料及其制备方法，所述制备方法包括配料、混合、压块、合成、粉碎细磨、喷雾造粒、成型、排塑、烧结、上电极、极化和性能测试等步骤，该方法制得的压电陶瓷材料韧性有一定提高，但其成本昂贵、工艺复杂，并在一定程度上影响了陶瓷材料的压电性能。CN 101891495 B公开了一种通过加入第二相对压电陶瓷进行增韧的方法，其中第二相为钛酸钾晶须，该方法在一定程度上改善了陶瓷材料的机械性能和耐高温性能，但其也由于加入了第二相影响了陶瓷材料的压电性能。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于提供一种压电陶瓷片的烧结装置以及使用该烧结装置的烧结方法，旨在有效解决压电陶瓷片在烧结过程中压电陶瓷片的变形、层裂、翘曲和裂纹、皱折等缺陷等现象，并尽可能保有烧结后压电陶瓷片的压电性能。本专利技术目的之一在于提供一种压电陶瓷片的烧结装置，其包括内部结构和外部结构;其中:所述的内部结构由压电陶瓷片层、上压块结构和下底块结构组成，所述的压电陶瓷片层在上压块结构和下底块结构之间，压电陶瓷片层的顶面为上压块结构，上压块结构由自下而上的压电隔片、圆环或方框坯片和已烧结过的压块组成；压电陶瓷片层的底面为下底块结构，下底块结构由自上而下的压电隔片、圆环或方框坯片和已烧结过的压块组成； 所述的外部结构为氧化铝承烧板箱体，所述的氧化铝承烧板箱体由底部的氧化铝承烧板、顶部的氧化铝承烧板和四周的套上的氧化铝瓷圈或氧化铝方框组成，底部的氧化铝承烧板和顶部的氧化铝承烧板尺寸相同。上述所述的压电陶瓷片的烧结装置中，所述压电陶瓷片层的堆放高度为3-6mm;所述压电隔片可根据压电陶瓷片的形状调整，优选为圆形或方形，厚度优选为0.lmm-0.2mm。上述所述的压电陶瓷片的烧结装置中，圆环或方框坯片与压电隔片属同一材料成分，所述圆环或方框坯片的厚度为0.05-0.08mm ;圆环或方框坯片的外边尺寸与压电隔片外边尺寸相同，圆环或方框还片边宽约Imm 3mm。上述所述的压电陶瓷片的烧结装置中，所述已烧结过的压块与压电陶瓷片材质相同，其外边大于压电陶瓷片的外边(外径或外边比压电陶瓷片大约2 5mm)，厚度优选为1.0mm-2.0mnin上述所述的压电陶瓷片的烧结装置中，所述氧化铝板为方形或圆形，其尺寸优选为直径为60cm 100cm,厚度为5cm的氧化招圆板或尺寸为IOOcmX IOOcmX5cm氧化招方板。所述套在压电陶瓷片层的氧化铝瓷圈或方框与压电陶瓷片层不接触，其厚度优选为5mm ο上述所述的压电陶瓷片的烧结装置中，所述的压电陶瓷片层由压电陶瓷片以及压电陶瓷片之间的隔离粉组成，所述隔离粉可以为氧化锆或面粉等。本专利技术的另一目的在于公开一种使用本专利技术上述压电陶瓷片烧结装置的压电坯片的烧结方法，该烧结方法包括如下步骤: I)将待烧结压电陶瓷片堆叠成压电陶瓷片层，压电陶瓷片之间有隔离粉； 2)在压电陶瓷片层顶面放置上压块结构，在压电陶瓷片层底面放置下底块结构，得内部机构； 3)将步骤2得到的内部结构置于氧化铝承烧板箱体内； 4)放置在高温隧道窑推板上进行烧结。上述所述压电陶瓷片烧结方法中，所述步骤4)中烧结方法可以为压电陶瓷常规烧结工艺。本专利技术所述压电陶瓷片的烧结装置以及使用该装置进行的压电陶瓷片的烧结方法，与现有技术相比具有如下突出的有益效果: (I)本专利技术实施例3和实施例4表明，采用本专利技术压电陶瓷片烧结装置的烧结方法与空白组相比在烧结合格率、烧结后的最大载荷以及最大载荷形变方面均具有极显著的提高，与参比实施例相比(添加二相物质组)相比在上述方面也具有明显提高。但在机电耦合系数和机械品质因数方面，参比实施例组(添加二相物质组)则与空白组相比有明显下降，而本专利技术压电陶瓷片烧结方法制得的产品则与空白组保持稳定。因此本专利技术压电陶瓷片的烧结方法在工业应用中更具有优势。(2)与传统技术相比，为了有效的控制压电坯片的烧结弯曲、裂痕、皱折等“辅助烧结装置，其操作简单，不引入其他杂质，工艺可行性强。(3)本专利技术采用物理方式而非化学方式解决压电陶瓷片烧结过程中的弯曲、裂痕、皱折等问题，所生产制得的压电陶瓷片的烧结合格率在98%以上，且工艺稳定，产品一致性好。(4)本专利技术压电陶瓷片的烧结方法中不添加任何二相成分，不仅大大节约了成本，而且保证了压电陶瓷片在使用过程中的韧性和性能，使用寿命大大延长。附图说明图1是本专利技术的压电陶瓷片烧结装置结构示意图。图2是本专利技术的压电陶瓷片烧结装置堆叠方法示意图。其中，堆烧压电陶瓷片(I)、压电隔片(2)、圆环或方框坯片(3)及已烧结过的压块(4)依次放置在氧化铝板(5)上，并沿氧化铝圆板或方板面周边套上氧化铝瓷圈或方框(6)，再盖上与底面相同尺寸的氧化铝板(5)。具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的说明。实施例1本专利技术压电陶瓷片的烧结方法 将规格为21mmX21mmX0.023mm的压电陶瓷方坯片(I)表面撒上隔离粉(隔离粉可以采用氧化锆、面粉等)后迭排整齐成柱形成压电陶瓷片层，堆放高度3 6mm。在压电陶瓷片层的顶面放置由自下而上的压电隔片(2)(厚0.1mm)、方框坯片(3)(厚0.05mm,夕卜框 2 Imm X 2 Imm X 0.05mm 内框 1 7 mm X 1 7 mm X 0.05mm)和已烧结过的压块(4)(23mm X 23mm X 1.5mm)组成的上压块结构；在压电陶瓷片层的底面放置由自上而下的压电隔片(2)(厚0.1mm)、方框还片(3)(厚0.05mm,夕卜框21mmX21mmX0.05mm内框17_X 17_X0.05mm)和已烧结过的压块(4) (23mm本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种压电陶瓷片的烧结装置，其特征在于，它包括内部结构和外部结构,所述的内部结构由压电陶瓷片层、上压块结构和下底块结构组成，所述的压电陶瓷片层在上压块结构和下底块结构之间，压电陶瓷片层的顶面为上压块结构，上压块结构由自下而上的压电隔片、圆环或方框坯片和已烧结过的压块组成；压电陶瓷片层的底面为下底块结构，下底块结构由自上而下的压电隔片、圆环或方框坯片和已烧结过的压块组成；所述的外部结构为氧化铝承烧板箱体，所述的氧化铝承烧板箱体由底部的氧化铝承烧板、顶部的氧化铝承烧板和四周的套上的氧化铝瓷圈或氧化铝方框组成,?底部的氧化铝承烧板和顶部的氧化铝承烧板尺寸相同。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：姜知水，欧明，田维，文理，林霖，周涛，周长印，
申请(专利权)人：肇庆捷成电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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