系多层片式压电陶瓷微驱动器位移性能研究-无机材料学报.PDFVIP

第 卷 第 期 无 机 材 料 学 报 , 年 月 , ’ 系 多层 片式压 电陶瓷微驱动器位移性 能研 究 李 国荣 陈大 任 殷庆 瑞 中 国科 学院 无 机 功 能 材 料 开 放 实验 室 中 国科 学院 上 海 硅 酸 盐 研 究 所 土 海 摘 要 采用 陶瓷坯膜流 延成 型和 陶瓷坯膜 金属 内电极共烧技术, 制作 了多层 片式高含铅 压 瓷 器 积 、 压 、 , 户 的 软性 电陶 微驱动器 该 件具有体 小 工作 电 低 位移量大 特点 本文对制作 的多层 片式器件在直流和 单 向交流工作 电压 的作用 下产生 的静态和动态位移特性 , 从 压 电陶瓷材料 的晶体和 电畴结构特 点进行 了分析和 研 究 分关 类 词 流延 , 多层 式压 电陶瓷微驱动器 , 位移 键 号 片 引言 压 电陶瓷微驱 动器 是利用 逆 压 电效应 制 作 的新型 的 固态 执行器 件 , 在精 密光 学 、 微 型 机械 、 微 电子技 术 、 计算机应 用 等高新 技 术领 域 获得 广 泛 应 用 这 些应 用要 求压 电陶瓷器 、 、 、 件 向体 积 小 驱 动 电压 低 位 移量 大 能集成化 的方 向发 展 , 而 以往 用 粘 结剂 将 压 电陶瓷 单 片粘 结 而 成 的多层 压 电陶瓷微 驱 动 器 , 由于 受单 片 陶瓷膜 片厚度 的限制 制作 即 以 、 下厚度 的陶瓷单 片 已有相 当 的难度 , 无 法使器 件 小型化 集成化 , 且 器 件 中的粘 结剂 使器 件在 电场 作用 下 产 生 大 的蠕变 , 不 利 于 位 移 的精 密控制 , 特别是器 件在 长 时 间高 电场 作用 下 , 或反 复使 用 后 粘 结剂 易与 陶瓷 片脱 落 , 造 成器件性 能恶 化 , 甚 至 出现器 件 断裂现 象 , 缩 短 了器件 的使用寿命 , 给应 用 带来很 大 的不便 近 年来 , 利用 陶瓷素坯 流 延制备工 艺 以及 流 延 陶瓷 坯膜 和 内 电极 一 次共烧 技术 , 得 到 的多层 片式 压 电陶瓷微 驱 动 器 是 一种 适 合 规模 生 产 的 、 性 能优 良的新 型 功 能 陶瓷器 件 这 种 多层 片式器 件 由于 采 用 流 延 制 备 工 艺 , 其坯膜 容 易制得 拼 以下 的膜厚 , 且共烧 后 陶瓷层 之 间通过 与 内 电极 直接 结合而 不 再 需粘 结剂 粘 合 , 因此 器 件 可 小型 化 、 微型化 , 器 件 的蠕变性 能也得 到 很大 的改善 , 陶瓷层 间 的分 层 现 象得 到 有效地 克 服 , 大大地 提 高 了器 件 的使用 寿命