co-casting工艺一种新的陶瓷多层设备制造工艺.doc

co-casting工艺:一新的陶瓷多层设备制造提出了传统的多层陶瓷精密多层的制造技术中一种简化的过程链,并提供一个无需复杂设备的方法。通常和层压陶瓷生胚片多层设备,磁辅助模印刷技术。它使随后的铸造陶瓷层和印刷电极层。描述如何co-casting工艺可以通过执行修改带脚轮或使用精密橡胶扫帚实验室规模使用。变体都适合制造厚度小于25米多层陶瓷层。我们成功地压电陶瓷粉末制造没有裂缝或分层五层。在以前的中,我们研究了压电陶瓷烧结添加剂。通过使用压电陶瓷组成低温烧结粉末,具有成本效益的银内电极多层陶瓷内部实现。低成本多层压电弯曲传感器特别使用发电机振动能量收集系统。三层梁20 W(3.2 V)在71赫兹和一个输入加速度的17.8米/ s2PZT/Ag多层陶瓷 压电弯曲传感器 振动能量收集振动能量收集代表一个从周围环境中获取能量并将其转换为可用电能的有效方法。收获能量足无线传感器网络通信节点电力电子设备。特别是,压电振动能量收集有可能市场和社会影响。因为它针对“物联网”提供了比其他清除方法高功率密度大多数的压电能量 (peh) 是梁型悬臂形式,由一个或两个压电层最近各种压电单晶片和压电双晶片零件几何形状通过匹配他们的共振频率可用人类的低频振动可加工的和来源提高输出电压。诚然,压电材料通常产生高电压、小电流,与标准的电子电路,需要在低电压大电流。因此,它减少电压但同时增加peh的输出电流。多层压电能量收割机(MPEHs)已是一个减少输出电压,同时增加输出电流的可行选择,。虽然,MPEH提供输出功率不超过相同的几何尺寸设备,其整体电容要高得多,因此其内部阻抗显著降低。在这个帐户,一个N- MPEH生成一个N次低输出电压但同时一个N倍输出电流。这种大电流可以例如收获能量存储在电池或超级电容器为传感器节点操作缩短充电时间。大多数电子设备只有几百欧姆的电阻。因此,比压电单晶片或压电双晶片零件结构化pehMPEHs更适合个人操作完全匹配条件的自供电的无线传感器网络。有许多不同的方法制作多层陶瓷(MCs)。最简单的方法是几个已经烧结陶瓷粘在一起。然而,粘合剂不能提供所需的机械稳定性,此外电气设备性能。商业压电MCs通常软压电自软压电陶瓷材料堆栈致动器,因为他们小矫顽力场优势可以在相对较低的极化场优势2013年许等人,2014年居尔等人成功测试了商业MCs peh等一般来说, 声学应用程序中使用动态长期操作,如MPEHs,受益于硬压电-电气材料的属性。由于他们的更高的机械品质因素,在较高的机械负载下电气性能几乎没有变化,他们可以受到高机电压力能够产生共鸣,弯曲传感器需要够薄。高纵横比层厚度低是必需的。在情况下,传统的mc生产设施,MPEHs也可以常规路线多层陶瓷技术(MCT)。然而,这意味着相应的工具访问磁带铸造单元,丝网印刷阶段,薄膜和堆垛机,可热等静压机。不同完成生产过程工业路线,大多数研究设施所有这些机会都没有。Stamos等人开发了一个丝网漏印用压电陶瓷粘贴简化制造的MCs通过丝网印刷、金属层(作为内部电极)以及陶瓷层。然而,对于丝网印刷MCs衬底是必要的,此外,它必须是用介电层覆盖。热膨胀系数的不匹配会导致不同材料的介电薄膜裂纹和还原期间的大部分设备短路。最后,只有单一的活性层的设备可以用这种方法实现的。本文提出了一种新的co-casting过程。方法相当简单,可以很容易地复制MCs制造十层。基本思想是丝网印刷到磁带铸造过程中规避单生胚片层压和叠加。精确的叠加需要生胚片的完全自动化的处理,为此我们开发了一种磁辅助模板印刷方法。使用这种集成可以实现非常简单,成本和可靠的co-casting过程。,我们解释准备可浇注的泥浆和金属粘贴执行co-casting陶瓷生胚片和使用印刷电极的细节 2.整个过程链过程链处理单一生胚片。生产,MCs层生胚片的厚度必须50微米100微米的范围。然而,这样薄的生胚片不够稳定形成正常没有皱纹。使用co-casting技术,如图1所示,陶瓷和金属层随后互相间歇干燥步骤。通过新方法,使模式内部电极层具有高边缘定义一个交替层累积可以实现。陶瓷浆首先,压电陶瓷粉是烧结添加剂和可浇注的泥浆有机混合。在这我们使用PI陶瓷氧化物两个不同的商业锆钛酸铅(压电)粉末功能陶瓷作为一个例子。第一压电陶瓷改性硬压电特征(图181,Qm = 2200,d31 =?120 pC / N,d33 = 265 pC / N),而另一个压电陶瓷粉末更高的压电应变常数但显著降低机械品质因数(图252,Qm = 80,d31 =?180 pC / N,d33 = 400 pC / N)是一个柔软的压电陶瓷变体。烧结添加剂由三元金属氧化物系统Li2CO3 Bi2O3, CuO (LBCu,1 wt. %,卡尔·罗斯,德国) 以前的发现压电陶瓷的烧结