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压电陶瓷的切割、研磨、抛光工艺

作者: 发布时间:2018-01-05 浏览次数:110

 压电效应

某些材料在机械应力作用下,引起内部正负电荷中心相对位移而发生极化,导致材料两端表面出现符号相反的束缚电荷的现象,称为压电效应。反之,当这类材料在外电场作用下,其内部正负电荷中心移位,又可导致材料发生机械变形,形变的大小与电场强度成正比。具有这种性能的陶瓷称为压电陶瓷,它的表面电荷的密度与所受的机械应力成正比。

压电陶瓷

作为压电陶瓷的原材料,在晶体结构上一定是不具有对称中心的晶体,如氧化铅、氧化锆、氧化钛、碳酸钡、氧化铌、氧化镁、氧化锌等。常用的压电陶瓷有钛酸钡、钛酸铅、锆钛酸铅以及三元系压电陶瓷。其结构类型有钙钛矿型、钨青铜型、焦绿石型、含铋层结构等。

压电陶瓷制作的一般工艺流程:
压电陶瓷是新型功能电子材料随着材料及工艺的不断研究和改良在传感器、换能器、无损检测和通讯技术等领域已获得了广泛的应用。要实现压电陶瓷的优异性能,就必须加工具有一定形状精度和尺寸精度的元件。因此,研究压电陶瓷的加工技术,特别是精密、超精密加工技术具有重大的应用价值及现实意义。

切割

粘样。使用加热平台、石蜡、树脂陶瓷块将样品固定在载物板上。对于圆柱状样品以侧面粘接时,要在两侧加石墨夹立粘贴,以确保切割时样品的稳固。

装卡对刀。无论使用线锯式或是锯片式切割机,都需要调整切割刀口的位置。且大部分切割机都可实现切割面良好的垂直度对刀。例如STX-202小型金刚石线切割机可通过360°旋转平台及二次装卡的方法,对样品进行高度平行和垂直调整。

  调整参数。根据样品的相关参数,设置切割机的运行参数,以求获得最佳切割

  研磨抛光

  对于需要粘样的薄片,注意表面的平整度,并将薄片边缘多余的石蜡清理干净,以避免与磨料发生交叉污染,影响磨抛效果。同时,为了去除研磨盘上可能附有其他粒度的磨料及杂物,每用一种磨料都先要进行修盘,但更建议每一种粒度的磨料对应一盘,以确保最佳的磨抛效果。磨料选择刚玉即可,按W28W14W7的顺序进行逐步研磨。

 

磨抛料

刚玉

刚玉

刚玉

金刚石悬浮液

粒度

(μm

W28

W14

W7

 3

压力

kg

1.69

1.69

1.69

 1.69

转数

rpm

30

30

30

 110

时间

min

20

20

20

 30

 

 

对于压电陶瓷的抛光多选用聚氨酯抛光垫、合成革抛光垫,配用3μm金刚石悬浮液。注意抛光垫粘贴时要均匀地摊开,以便消除粘合面的气泡,保证抛光面的平整度。并且在正式抛光使用前,需用清水清洗后进行修垫,避免抛光垫的棱角过于尖锐,损伤抛光面。此外,要想获得更小的表面粗糙度,可在完成首次抛光后,更换新的抛光垫,使用1.5μm的金刚石悬浮液继续抛光。

 

 此工艺流程不仅适用于压电陶瓷的切磨抛,通过改变相应的参数设置,可以用于其他陶瓷的切割、研磨、抛光。