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    壓電陶瓷的切割、研磨、拋光工藝

    更新時(shí)間:2016-02-26      點(diǎn)擊次數(shù):4097

    壓電效應(yīng)

    某些材料在機(jī)械應(yīng)力作用下,引起內(nèi)部正負(fù)電荷中心相對(duì)位移而發(fā)生極化,導(dǎo)致材料兩端表面出現(xiàn)符號(hào)相反的束縛電荷的現(xiàn)象,稱為壓電效應(yīng)。反之,當(dāng)這類材料在外電場(chǎng)作用下,其內(nèi)部正負(fù)電荷中心移位,又可導(dǎo)致材料發(fā)生機(jī)械變形,形變的大小與電場(chǎng)強(qiáng)度成正比。具有這種性能的陶瓷稱為壓電陶瓷,它的表面電荷的密度與所受的機(jī)械應(yīng)力成正比。

     

     

    壓電陶瓷

    作為壓電陶瓷的原材料,在晶體結(jié)構(gòu)上一定是不具有對(duì)稱中心的晶體,如氧化鉛、氧化鋯、氧化鈦、碳酸鋇、氧化鈮、氧化鎂、氧化鋅等。常用的壓電陶瓷有鈦酸鋇、鈦酸鉛、鋯鈦酸鉛以及三元系壓電陶瓷。其結(jié)構(gòu)類型有鈣鈦礦型、鎢青銅型、焦綠石型、含鉍層結(jié)構(gòu)等。

    壓電陶瓷制作的一般工藝流程:

     

     

    壓電陶瓷是新型功能電子材料隨著材料及工藝的不斷研究和改良在傳感器、換能器、無損檢測(cè)和通訊技術(shù)等領(lǐng)域已獲得了廣泛的應(yīng)用。要實(shí)現(xiàn)壓電陶瓷的優(yōu)異性能,就必須加工具有一定形狀精度和尺寸精度的元件。因此,研究壓電陶瓷的加工技術(shù),特別是精密、超精密加工技術(shù)具有重大的應(yīng)用價(jià)值及現(xiàn)實(shí)意義。

     

     

    壓電陶瓷材料雖然具有其他材料*的*性能,但是它也有顯著地缺點(diǎn)——脆性。在外力作用下不發(fā)生顯著變形即告破壞,使其很難象普通材料一樣 進(jìn)行機(jī)械加工,且加工成本較一般材料高。所以,在對(duì)壓電陶瓷切割時(shí),需要根據(jù)樣品的外觀尺寸、切割尺寸及精度要求選擇適當(dāng)?shù)那懈顧C(jī)。

     

    配數(shù)顯千分尺的STX-202小型金剛石線切割機(jī)

    切割

    粘樣。使用加熱平臺(tái)、石蠟、石墨將樣品固定在載物板上。對(duì)于圓柱狀樣品以側(cè)面粘接時(shí),要在兩側(cè)加石墨夾立粘貼,以確保切割時(shí)樣品的穩(wěn)固。

    裝卡對(duì)刀。無論使用線鋸式或是鋸片式切割機(jī),都需要調(diào)整切割刀口的位置。且大部分切割機(jī)都可實(shí)現(xiàn)切割面良好的垂直度對(duì)刀。例如STX-202小型金剛石線切割機(jī)可通過360°旋轉(zhuǎn)平臺(tái)及二次裝卡的方法,對(duì)樣品進(jìn)行高度平行和垂直調(diào)整。

    調(diào)整參數(shù)。根據(jù)樣品的相關(guān)參數(shù),設(shè)置切割機(jī)的運(yùn)行參數(shù),以求獲得*切割。

    研磨拋光

    對(duì)于需要粘樣的薄片,注意表面的平整度,并將薄片邊緣多余的石蠟清理干凈,以避免與磨料發(fā)生交叉污染,影響磨拋效果。同時(shí),為了去除研磨盤上可能附有其他粒度的磨料及雜物,每用一種磨料都先要進(jìn)行修盤,但更建議每一種粒度的磨料對(duì)應(yīng)一盤,以確保*的磨拋效果。磨料選擇剛玉即可,按W28、W14W7的順序進(jìn)行逐步研磨。

    磨拋料

    剛玉

    剛玉

    剛玉

    金剛石懸浮液

    粒度

    (μm

    W28

    W14

    W7

         3

    壓力

    ( kg

    1.69

    1.69

    1.69

         1.69

    轉(zhuǎn)數(shù)

    ( rpm

    30

    30

    30

         110

    時(shí)間

    ( min

    20

    20

    20

         30

     

    對(duì)于壓電陶瓷的拋光多選用聚氨酯拋光墊、合成革拋光墊,配用m金剛石懸浮液。注意拋光墊粘貼時(shí)要均勻地?cái)傞_,以便消除粘合面的氣泡,保證拋光面的平整度。并且在正式拋光使用前,需用清水清洗后進(jìn)行修墊,避免拋光墊的棱角過于尖銳,損傷拋光面。此外,要想獲得更小的表面粗糙度,可在完成拋光后,更換新的拋光墊,使用1.5μm的金剛石懸浮液繼續(xù)拋光。

     


        此工藝流程不僅適用于壓電陶瓷的切磨拋,通過改變相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置,可以用于其他陶瓷的切割、研磨、拋光。

     

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