打印噴頭壓電元件及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種打印噴頭壓電元件的制備方法，包括：選取壓電陶瓷粉末；配制粘結(jié)劑；制備喂料；將所述喂料加入到微注射成型機(jī)注射成型為陶瓷毛坯，其中，所述微注射成型機(jī)的料筒的溫度為150-220℃，射嘴的溫度為145-220℃，微注射壓力為20-100MPa；將所述陶瓷毛坯進(jìn)行熱脫脂和預(yù)燒結(jié)處理；將成型坯料放入高溫?zé)Y(jié)爐中于空氣氣氛下進(jìn)行燒結(jié)得到壓電元件。相應(yīng)地，本發(fā)明還公開(kāi)了一種采用上述制備方法制成的打印噴頭壓電元件。采用本發(fā)明，可以直接成型出具有一樣規(guī)格的凹槽，降低加工難度，降低成本，提高效率。
【專利說(shuō)明】打印噴頭壓電元件及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及打印噴頭領(lǐng)域，特別涉及一種打印噴頭壓電元件及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，打印噴頭壓電元件一般采用溶膠凝膠法生產(chǎn)出長(zhǎng)方形狀的壓電陶瓷坯，再 經(jīng)過(guò)1000-1350°C的高溫?zé)Y(jié)，然后在燒好的陶瓷毛坯上進(jìn)行加工出50-80um的若干凹槽， 作為噴墨通道，但加工這類比較微小的通道，工藝復(fù)雜，加工難度比較大，效率比較低，廢品 率和成本比較高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供一種打印噴頭壓電元件的制備方法，可以 直接成型出具有一樣規(guī)格的凹槽，降低加工難度，降低成本，提高效率。
[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題還在于，提供一種打印噴頭壓電元件，可以直接成型 出具有一樣規(guī)格的凹槽，降低加工的難度，降低成本，提高效率。
[0005] 為達(dá)到上述技術(shù)效果，本發(fā)明提供了一種打印噴頭壓電元件的制備方法，包括： 一、 選取壓電陶瓷粉末，所述壓電陶瓷粉末的平均粒徑為〇. 1-1. 〇um ; 二、 配制粘結(jié)劑，所述粘結(jié)劑至少由石蠟、聚丙烯和油酸混合而成，其中，所述石蠟 的重量百分比為30-70%，所述聚丙烯的重量百分比為20-40%，所述油酸的重量百分比為 10-30% ； 三、 將固相含量為45-60%的所述壓電陶瓷粉末放入混煉機(jī)中加熱到160-2KTC，然后 加入所述粘結(jié)劑進(jìn)行混煉造粒1-10小時(shí)，制成長(zhǎng)度為1_20_，直徑為1-8_的圓柱狀顆粒 的喂料； 四、 將所述喂料加入到微注射成型機(jī)注射成型為陶瓷毛坯，其中，所述微注射成型機(jī)的 料筒的溫度為150-220°C，射嘴的溫度為145-220°C，微注射壓力為20-100MPa ; 五、 將所述陶瓷毛坯放在熱脫脂爐中，于空氣氣氛下進(jìn)行熱脫脂處理，所述熱脫脂的溫 度為室溫至700°C，所述熱脫脂的時(shí)間為10-100小時(shí)； 六、 將所述陶瓷毛坯放在熱脫脂爐中，繼續(xù)加熱到800-1200°C進(jìn)行預(yù)燒結(jié)，保溫2-6小 時(shí)，然后隨爐冷卻得到成型坯料； 七、 將所述成型坯料放入高溫?zé)Y(jié)爐中，于空氣氣氛下進(jìn)行燒結(jié)，并保溫2-6小時(shí)，得 到壓電元件，其中，所述燒結(jié)的溫度為1200-1600°C ; 八、 檢測(cè)所述壓電元件的外觀結(jié)構(gòu)，篩選合格品； 九、 對(duì)合格的壓電陶瓷元件進(jìn)行被銀電極，得到成品。
[0006] 作為上述方案的改進(jìn)，所述壓電陶瓷粉末由碳酸鈉、氧化鉍、碳酸鋇、碳酸鉀、二氧 化鈦、氧化鋯組成，分子式為 〇· 9 ((1-z) Bi1/2Na1/2Ti03) -zBi1/2K1/2Ti03-0· lBa(ZryIVy)03。
[0007] 作為上述方案的改進(jìn)，所述壓電陶瓷粉末的平均粒徑為0. 5-0. 6um。
[0008] 作為上述方案的改進(jìn)，所述粘結(jié)劑由石蠟、聚丙烯和油酸混合而成，其中，所述石 蠟的重量百分比為60-70%，所述聚丙烯的重量百分比為20-30%，所述油酸的重量百分比為 10-15%。
[0009] 作為上述方案的改進(jìn)，所述石蠟的重量百分比為70%，所述聚丙烯的重量百分比為 20%,所述油酸的重量百分比為10% ;或者 所述石蠟的重量百分比為65%，所述聚丙烯的重量百分比為25%，所述油酸的重量百分 比為10% ;或者 所述石蠟重量百分比為60%，所述聚丙烯的重量百分比為30%，所述油酸的重量百分比 為 10%。
[0010] 作為上述方案的改進(jìn)，所述步驟三中： 所述壓電陶瓷粉末的固相含量為53vol% ; 所述混煉機(jī)的加熱溫度為155-165°C，混煉造粒的時(shí)間為1-6小時(shí)； 所述喂料的長(zhǎng)度為3-6mm，直徑為2mm ; 所述混煉機(jī)采用雙螺桿混煉機(jī)。
[0011] 作為上述方案的改進(jìn)，所述步驟四中： 所述微注射成型機(jī)的料筒的溫度為180_220°C，射嘴的溫度為180-2KTC，微注射壓力 為 40-90MPa。
[0012] 作為上述方案的改進(jìn)，所述步驟五中： 所述熱脫脂的溫度為100-600°C，熱脫脂的時(shí)間為30-60小時(shí)。
[0013] 作為上述方案的改進(jìn)，所述步驟六中： 所述預(yù)燒結(jié)的溫度為l〇〇〇°C，保溫時(shí)間為3-4小時(shí)。
[0014] 相應(yīng)的，本發(fā)明還提供了一種打印噴頭壓電元件，所述打印噴頭壓電元件采用上 述制備方法制成。
[0015] 實(shí)施本發(fā)明具有如下有益效果： 本發(fā)明提供一種打印噴頭壓電元件及其制備方法，其采用微注射成型可以直接成型出 具有一樣規(guī)格的凹槽，不需要再進(jìn)行加工，一次成型只需幾十秒的時(shí)間，極大的提高了生產(chǎn) 效率，縮短生產(chǎn)周期，并且提高了成品率，大大降低了制造成本。并且，所述制備方法工藝簡(jiǎn) 單，解決了加工的難題，使打印噴頭壓電元件可以得到廣泛應(yīng)用。
[0016] 更重要的是，本發(fā)明在簡(jiǎn)化工藝的同時(shí)，可以保證所得的壓電元件其結(jié)構(gòu)和性能 較好，壓電常數(shù)高。

【具體實(shí)施方式】
[0017] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)描 述。
[0018] 本發(fā)明提供了一種打印噴頭壓電元件的制備方法，包括： 一、選取壓電陶瓷粉末，所述壓電陶瓷粉末的平均粒徑為0. 1-1. 〇um。
[0019] 所述壓電陶瓷粉末由碳酸鈉、氧化鉍、碳酸鋇、碳酸鉀、二氧化鈦、氧化鋯組成，分 子式為 0.9 ((l-zWiwNawTiOd-zBiwUiOfO.lBaGr/TUCV 其中，y 為 BaTi03* Ti原子被Zr置換的原子數(shù)，z為BiNa03中的Na原子被K置換的原子數(shù)。y、z的取值范圍 優(yōu)選為 〇 < y 彡 〇· 1〇,〇 < z 彡 0· 05。
[0020] 更佳的，所述壓電陶瓷粉末可以為但不限于： 0. 9Bi1/2(Na0 98 K0 02 ) 1/2Ti03-〇. lBa(Zr0 04Ti0.96) 03 ； 0· 9Bi1/2(Na〇.97K〇.〇3) 1/2Ti03-0. lBa(Zr〇.〇4Ti〇.96) 03 ; 0· 9Bi1/2(Na〇.98K〇.〇2) 1/2Ti03-0. lBa(Zr〇.〇45Ti〇.955) 03 ; 0. 9Bi1/2(Na〇.975K0.025 ) 1/2Ti03-〇. lBa(Zr0.045Ti0.955) 03 ； 0· 9Bi1/2(Na〇.97K〇.〇3) 1/2Ti03-0. lBa(Zr〇.〇45Ti〇.955) 03 ; 0. 9Bi1/2(Na0.965K0 035 ) 1/2Ti03-〇. lBa(Zr0 045Ti0.955) 03 ； 0· 9Bi1/2(Na〇.97K〇.〇3) 1/2Ti03-0. lBa(Zr〇.〇5Ti〇.95) 03 ; 0· gBi^NaQiKo.B) 1/2Ti03-0. lBaGrQ.MTiQ.JCV
[0021] 所述壓電陶瓷粉末可以根據(jù)實(shí)際需求的不同而調(diào)整各組分的組成，制得滿足實(shí)際 需求的打印噴頭壓電元件。
[0022] 所述壓電陶瓷粉末的平均粒徑優(yōu)選為0. 5-0. 6um，但不限于此。更佳的，所述壓電 陶瓷粉末的平均粒徑為〇· 5 um或0· 6um。
[0023] 二、配制粘結(jié)劑，所述粘結(jié)劑至少由石蠟、聚丙烯和油酸混合而成，其中，所述石蠟 的重量百分比為30-70%，所述聚丙烯的重量百分比為20-40%，所述油酸的重量百分比為 10-30%。
[0024] 優(yōu)選的，所述粘結(jié)劑由石蠟、聚丙烯和油酸混合而成，其中，所述石蠟的重量百分 比為60-70%，所述聚丙烯的重量百分比為20-30%，所述油酸的重量百分比為10-15%。
[0025] 更佳的，所述石蠟的重量百分比為70%，所述聚丙烯的重量百分比為20%，所述油 酸的重量百分比為10%;或者 所述石蠟的重量百分比為65%，所述聚丙烯的重量百分比為25%，所述油酸的重量百分 比為10% ;或者 所述石蠟重量百分比為60%，所述聚丙烯的重量百分比為30%，所述油酸的重量百分比 為 10%。
[0026] 三、將固相含量為45-60%的所述壓電陶瓷粉末放入混煉機(jī)中加熱到160-2KTC， 然后加入所述粘結(jié)劑進(jìn)行混煉造粒1-10小時(shí)，制成長(zhǎng)度為1-20_，直徑為l-8mm的圓柱狀 顆粒的喂料。
[0027] 優(yōu)選的，所述壓電陶瓷粉末的固相含量為50_55vol% ;所述混煉機(jī)的加熱溫度為 135-185°C，混煉造粒的時(shí)間為1-8小時(shí)；所述喂料的長(zhǎng)度為2-10mm，直徑為2-4mm ;所述混 煉機(jī)優(yōu)先選用雙螺桿混煉機(jī)。
[0028] 更佳的，所述壓電陶瓷粉末的固相含量為53vol% ;所述混煉機(jī)的加熱溫度為 155-165°C，混煉造粒的時(shí)間為1-6小時(shí)；所述喂料的長(zhǎng)度為3-6mm，直徑為2mm。采用此混 煉成型的喂料制成的陶瓷壓電元件缺陷少，微觀組織分布均勻，壓電性能更好。
[0029] 四、將所述喂料加入到微注射成型機(jī)注射成型為陶瓷毛坯，其中，所述微注射成型 機(jī)的料筒的溫度為150_220°C，射嘴的溫度為145-220°C，微注射壓力為20-100MPa。
[0030] 本發(fā)明采用微注射成型可以直接成型出具有一樣規(guī)格的凹槽，不需要再進(jìn)行加 工，一次成型只需幾十秒的時(shí)間，極大的提高了生產(chǎn)效率，縮短生產(chǎn)周期，并且提高了成品 率，大大降低了制造成本。并且，所述制備方法工藝簡(jiǎn)單，解決加工的難題，使打印噴頭壓電 元件可以得到廣泛應(yīng)用。
[0031] 優(yōu)選的，所述微注射成型機(jī)的料筒的溫度為180-220°C，射嘴的溫度為 180-2KTC，微注射壓力為40-90MPa。
[0032] 更佳的，所述微注射成型機(jī)的料筒的溫度為1801：、1901：、2001：、2101：或2201： ; 射嘴的溫度為180°〇、1901：、2001：或2101：; 微注射壓力為40 MPa、45 MPa、50 MPa、55 MPa、60 MPa、65 MPa、70 MPa、75 MPa、80 MPa、 85 MPa 或 90MPa。
[0033] 采用上述條件的微注射成型，更利于喂料在注射成型時(shí)填充型腔，成型的陶瓷壓 電元件結(jié)構(gòu)和性能較好。
[0034] 五、將所述陶瓷毛坯放在熱脫脂爐中，于空氣氣氛下進(jìn)行熱脫脂處理，所述熱脫脂 的溫度為室溫至700°C，所述熱脫脂的時(shí)間為10-100小時(shí)。
[0035] 優(yōu)選的，所述熱脫脂的溫度為100-600°C，熱脫脂的時(shí)間為30-60小時(shí)。
[0036] 更佳的，所述熱脫脂的溫度為1001：、2001：、3001：、4001：、5001：或6001：; 熱脫脂的時(shí)間為30小時(shí)、40小時(shí)、50小時(shí)或60小時(shí)。
[0037] 六、將所述陶瓷毛坯放在熱脫脂爐中，繼續(xù)加熱到800-1200°C進(jìn)行預(yù)燒結(jié)，保溫 2-6小時(shí)，然后隨爐冷卻得到成型坯料。
[0038] 優(yōu)選的，所述預(yù)燒結(jié)的溫度為1000°C，保溫時(shí)間為3-4小時(shí)。
[0039] 經(jīng)過(guò)熱脫脂、預(yù)燒結(jié)處理后的成型坯料中的粘結(jié)劑脫除完全，強(qiáng)度高，在取出時(shí)不 容易產(chǎn)生破壞，最后所得成型的壓電元件中的雜質(zhì)含量少，壓電常數(shù)更高。
[0040] 七、將所述成型坯料放入高溫?zé)Y(jié)爐中，于空氣氣氛下進(jìn)行燒結(jié)，并保溫2-6小 時(shí)，得到壓電元件，其中，所述燒結(jié)的溫度為1200-1600°C。
[0041] 經(jīng)過(guò)燒結(jié)成型的陶瓷壓電元件缺陷少，微觀組織分布均勻，壓電性能好。
[0042] 八、檢測(cè)所述壓電元件的外觀結(jié)構(gòu)，篩選合格品。
[0043] 九、對(duì)合格的壓電陶瓷元件進(jìn)行被銀電極，得到成品。
[0044] 所述被銀電極的過(guò)程中，燒銀后的樣品優(yōu)選在80°C的硅油內(nèi)以4kv/mm的條件極 化，極化時(shí)間為20分鐘。
[0045] 相應(yīng)的，本發(fā)明還提供一種由上述制備方法制備而得的打印噴頭壓電元件。
[0046] 下面以具體實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明 實(shí)施例1 選取平均粒徑為0. 5um的壓電陶瓷粉末，所述壓電陶瓷粉末為0. 9Bi1/2(Naa98 KQ.Q2) 1/2Ti03-0. lBa(Zr0 04Ti0 96)〇3 ； 配制粘結(jié)劑，粘結(jié)劑由石蠟、聚丙烯和油酸混合而成，其中，石蠟的重量百分比為70%， 聚丙烯的重量百分比為20%，油酸的重量百分比為10% ; 將固相含量為53%的所述壓電陶瓷粉末放入混煉機(jī)中加熱到165°C，然后加入所述粘 結(jié)劑進(jìn)行混煉造粒3小時(shí)，制成長(zhǎng)度為4_，直徑為2mm的圓柱狀顆粒的喂料； 將喂料加入到微注射成型機(jī)注射成型為陶瓷毛坯，所述微注射成型機(jī)的料筒的溫度為 190°C，射嘴的溫度為180°C，微注射壓力為60MPa ; 將陶瓷毛坯放在熱脫脂爐中，于空氣氣氛下進(jìn)行熱脫脂處理，所述熱脫脂的溫度為 500°C，所述熱脫脂的時(shí)間為60小時(shí)； 將陶瓷毛坯放在熱脫脂爐中，繼續(xù)加熱到KKKTC進(jìn)行預(yù)燒結(jié)，保溫3小時(shí)，然后隨爐冷 卻得到成型坯料； 將成型坯料放入高溫?zé)Y(jié)爐中，于空氣氣氛下在1450°C進(jìn)行燒結(jié)，并保溫4小時(shí)，得到 壓電元件； 檢測(cè)所述壓電元件的外觀結(jié)構(gòu)，篩選合格品； 對(duì)合格的壓電陶瓷元件進(jìn)行被銀電極，燒銀后的樣品優(yōu)選在80°C的硅油內(nèi)以4kv/_ 的條件極化，極化時(shí)間為20分鐘，得到成品。
[0047] 實(shí)施例2 選取平均粒徑為〇. 6um的壓電陶瓷粉末，所述壓電陶瓷粉末為0. 9Β?1/2(Ν&α98Κα(ι2) 1/2Ti03-0. lBa(Zr0 045Ti0 955)〇3 ； 配制粘結(jié)劑，粘結(jié)劑由石蠟、聚丙烯和油酸混合而成，其中，石蠟的重量百分比為65%， 聚丙烯的重量百分比為25%，油酸的重量百分比為10% ; 將固相含量為50%的所述壓電陶瓷粉末放入混煉機(jī)中加熱到185°C，然后加入所述粘 結(jié)劑進(jìn)行混煉造粒4小時(shí)，制成長(zhǎng)度為3_，直徑為3mm的圓柱狀顆粒的喂料； 將喂料加入到微注射成型機(jī)注射成型為陶瓷毛坯，所述微注射成型機(jī)的料筒的溫度為 210°C，射嘴的溫度為200°C，微注射壓力為70MPa ; 將陶瓷毛坯放在熱脫脂爐中，于空氣氣氛下進(jìn)行熱脫脂處理，所述熱脫脂的溫度為 400°C，所述熱脫脂的時(shí)間為50小時(shí)； 將陶瓷毛坯放在熱脫脂爐中，繼續(xù)加熱到900°C進(jìn)行預(yù)燒結(jié)，保溫4小時(shí)，然后隨爐冷 卻得到成型坯料； 將成型坯料放入高溫?zé)Y(jié)爐中，于空氣氣氛下在1400°C進(jìn)行燒結(jié)，并保溫3小時(shí)，得到 壓電元件； 檢測(cè)所述壓電元件的外觀結(jié)構(gòu)，篩選合格品； 對(duì)合格的壓電陶瓷元件進(jìn)行被銀電極，燒銀后的樣品優(yōu)選在85°C的硅油內(nèi)以4kv/_ 的條件極化，極化時(shí)間為30分鐘，得到成品。
[0048] 實(shí)施例3 選取平均粒徑為〇. 7um的壓電陶瓷粉末，所述壓電陶瓷粉末為0. 9Β?1/2(Ν&α97Κα(ι3) 1/2Ti03-0. lBa(Zr0 05Ti 0 95) 〇3 ; 配制粘結(jié)劑，粘結(jié)劑由石蠟、聚丙烯和油酸混合而成，其中，石蠟的重量百分比為60%， 聚丙烯的重量百分比為30%，油酸的重量百分比為10% ; 將固相含量為60%的所述壓電陶瓷粉末放入混煉機(jī)中加熱到200°C，然后加入所述粘 結(jié)劑進(jìn)行混煉造粒5小時(shí)，制成長(zhǎng)度為5_，直徑為2. 5mm的圓柱狀顆粒的喂料； 將喂料加入到微注射成型機(jī)注射成型為陶瓷毛坯，所述微注射成型機(jī)的料筒的溫度為 220°C，射嘴的溫度為210°C，微注射壓力為65MPa ; 將陶瓷毛坯放在熱脫脂爐中，于空氣氣氛下進(jìn)行熱脫脂處理，所述熱脫脂的溫度為 700°C，所述熱脫脂的時(shí)間為40小時(shí)； 將陶瓷毛坯放在熱脫脂爐中，繼續(xù)加熱到1 l〇〇°C進(jìn)行預(yù)燒結(jié)，保溫4. 5小時(shí)，然后隨爐 冷卻得到成型坯料； 將成型坯料放入高溫?zé)Y(jié)爐中，于空氣氣氛下在1480°C進(jìn)行燒結(jié)，并保溫4小時(shí)，得到 壓電元件； 檢測(cè)所述壓電元件的外觀結(jié)構(gòu)，篩選合格品； 對(duì)合格的壓電陶瓷元件進(jìn)行被銀電極，燒銀后的樣品優(yōu)選在78°C的硅油內(nèi)以4kv/_ 的條件極化，極化時(shí)間為25分鐘，得到成品。
[0049] 實(shí)施例4 選取平均粒徑為〇. 9um的壓電陶瓷粉末，所述壓電陶瓷粉末為0. 9Β?1/2(Ν&α97Κα(ι3) 1/2Ti03-0. lBa(Zr0 045Ti0 955)〇3 ； 配制粘結(jié)劑，粘結(jié)劑由石蠟、聚丙烯和油酸混合而成，其中，石蠟的重量百分比為50%， 聚丙烯的重量百分比為30%，油酸的重量百分比為20% ; 將固相含量為60%的所述壓電陶瓷粉末放入混煉機(jī)中加熱到210°C，然后加入所述粘 結(jié)劑進(jìn)行混煉造粒10小時(shí)，制成長(zhǎng)度為15mm，直徑為6mm的圓柱狀顆粒的喂料； 將喂料加入到微注射成型機(jī)注射成型為陶瓷毛坯，所述微注射成型機(jī)的料筒的溫度為 220°C，射嘴的溫度為220°C，微注射壓力為90MPa ; 將陶瓷毛坯放在熱脫脂爐中，于空氣氣氛下進(jìn)行熱脫脂處理，所述熱脫脂的溫度為 700°C，所述熱脫脂的時(shí)間為80小時(shí)； 將陶瓷毛坯放在熱脫脂爐中，繼續(xù)加熱到1200°C進(jìn)行預(yù)燒結(jié)，保溫6小時(shí)，然后隨爐冷 卻得到成型坯料； 將成型坯料放入高溫?zé)Y(jié)爐中，于空氣氣氛下在1600°C進(jìn)行燒結(jié)，并保溫6小時(shí)，得到 壓電元件； 檢測(cè)所述壓電元件的外觀結(jié)構(gòu)，篩選合格品； 對(duì)合格的壓電陶瓷元件進(jìn)行被銀電極，燒銀后的樣品優(yōu)選在80°C的硅油內(nèi)以4kv/_ 的條件極化，極化時(shí)間為38分鐘，得到成品。
[0050] 實(shí)施例5 選取平均粒徑為〇. lum的壓電陶瓷粉末，所述壓電陶瓷粉末為0. 9Β?1/2(Ν&α 965Κα(ι35) 1/2Ti03-0. lBa(Zr0 04Ti0 96)〇3 ； 配制粘結(jié)劑，粘結(jié)劑由石蠟、聚丙烯和油酸混合而成，其中，石蠟的重量百分比為30%， 聚丙烯的重量百分比為40%，油酸的重量百分比為30% ; 將固相含量為45%的所述壓電陶瓷粉末放入混煉機(jī)中加熱到160°C，然后加入所述粘 結(jié)劑進(jìn)行混煉造粒1小時(shí)，制成長(zhǎng)度為1mm，直徑為1mm的圓柱狀顆粒的喂料； 將喂料加入到微注射成型機(jī)注射成型為陶瓷毛坯，所述微注射成型機(jī)的料筒的溫度為 150°C，射嘴的溫度為145°C，微注射壓力為20MPa ; 將陶瓷毛坯放在熱脫脂爐中，于空氣氣氛下進(jìn)行熱脫脂處理，所述熱脫脂的溫度為 l〇〇°C，所述熱脫脂的時(shí)間為20小時(shí)； 將陶瓷毛坯放在熱脫脂爐中，繼續(xù)加熱到800°C進(jìn)行預(yù)燒結(jié)，保溫2小時(shí)，然后隨爐冷 卻得到成型坯料； 將成型坯料放入高溫?zé)Y(jié)爐中，于空氣氣氛下在1600°C進(jìn)行燒結(jié)，并保溫2小時(shí)，得到 壓電元件； 檢測(cè)所述壓電元件的外觀結(jié)構(gòu)，篩選合格品； 對(duì)合格的壓電陶瓷元件進(jìn)行被銀電極，燒銀后的樣品優(yōu)選在80°C的硅油內(nèi)以4kv/_ 的條件極化，極化時(shí)間為15分鐘，得到成品。
[0051] 由實(shí)施例1至5,檢測(cè)本發(fā)明打印噴頭壓電元件的指標(biāo)性能，結(jié)果如下：

【權(quán)利要求】
1. 一種打印噴頭壓電元件的制備方法，其特征在于，包括： 一、 選取壓電陶瓷粉末，所述壓電陶瓷粉末的平均粒徑為0. 1-1. Oum ; 二、 配制粘結(jié)劑，所述粘結(jié)劑至少由石蠟、聚丙烯和油酸混合而成，其中，所述石蠟 的重量百分比為30-70%，所述聚丙烯的重量百分比為20-40%，所述油酸的重量百分比為 10-30% ； 三、 將固相含量為45-60%的所述壓電陶瓷粉末放入混煉機(jī)中加熱到160-2KTC，然后 加入所述粘結(jié)劑進(jìn)行混煉造粒1-10小時(shí)，制成長(zhǎng)度為1_20_，直徑為1-8_的喂料； 四、 將所述喂料加入到微注射成型機(jī)注射成型為陶瓷毛坯，其中，所述微注射成型機(jī)的 料筒的溫度為150-220°C，射嘴的溫度為145-220°C，微注射壓力為20-100MPa ; 五、 將所述陶瓷毛坯放在熱脫脂爐中，于空氣氣氛下進(jìn)行熱脫脂處理，所述熱脫脂的溫 度為室溫至700°C，所述熱脫脂的時(shí)間為10-100小時(shí)； 六、 將所述陶瓷毛坯放在熱脫脂爐中，繼續(xù)加熱到800-1200°C進(jìn)行預(yù)燒結(jié)，保溫2-6小 時(shí)，然后隨爐冷卻得到成型坯料； 七、 將所述成型坯料放入高溫?zé)Y(jié)爐中，于空氣氣氛下進(jìn)行燒結(jié)，并保溫2-6小時(shí)，得 到壓電元件，其中，所述燒結(jié)的溫度為1200-1600°C ; 八、 檢測(cè)所述壓電元件的外觀結(jié)構(gòu)，篩選合格品； 九、 對(duì)合格的壓電陶瓷元件進(jìn)行被銀電極，得到成品。
2. 如權(quán)利要求1所述的打印噴頭壓電元件的制備方法，其特征在于，所述壓電陶瓷粉 末由碳酸鈉、氧化鉍、碳酸鋇、碳酸鉀、二氧化鈦、氧化鋯組成，分子式為0.9 ((l-z)Bi1/2Nai /2Ti03) -zBi1/2K1/2Ti03_0· lBaGryTii-POg。
3. 如權(quán)利要求1所述的打印噴頭壓電元件的制備方法，其特征在于，所述壓電陶瓷粉 末的平均粒徑為0· 5-0. 6um。
4. 如權(quán)利要求1所述的打印噴頭壓電元件的制備方法，其特征在于，所述粘結(jié)劑由石 蠟、聚丙烯和油酸混合而成，其中，所述石蠟的重量百分比為60-70%，所述聚丙烯的重量百 分比為20-30%，所述油酸的重量百分比為10-15%。
5. 如權(quán)利要求4所述的打印噴頭壓電元件的制備方法，其特征在于，所述石蠟的重量 百分比為70%，所述聚丙烯的重量百分比為20%，所述油酸的重量百分比為10% ;或者 所述石蠟的重量百分比為65%，所述聚丙烯的重量百分比為25%，所述油酸的重量百分 比為10% ;或者 所述石蠟重量百分比為60%，所述聚丙烯的重量百分比為30%，所述油酸的重量百分比 為 10%。
6. 如權(quán)利要求1所述的打印噴頭壓電元件的制備方法，其特征在于，所述步驟三中： 所述壓電陶瓷粉末的固相含量為53vol% ; 所述混煉機(jī)的加熱溫度為155-165°C，混煉造粒的時(shí)間為1-6小時(shí)； 所述喂料的長(zhǎng)度為3-6mm，直徑為2mm ; 所述混煉機(jī)采用雙螺桿混煉機(jī)。
7. 如權(quán)利要求1所述的打印噴頭壓電元件的制備方法，其特征在于，所述步驟四中： 所述微注射成型機(jī)的料筒的溫度為180_220°C，射嘴的溫度為180-2KTC，微注射壓力 為 40-90MPa。
8. 如權(quán)利要求1所述的打印噴頭壓電元件的制備方法，其特征在于，所述步驟五中： 所述熱脫脂的溫度為100-600°C，熱脫脂的時(shí)間為30-60小時(shí)。
9. 如權(quán)利要求1所述的打印噴頭壓電元件的制備方法，其特征在于，所述步驟六中： 所述預(yù)燒結(jié)的溫度為l〇〇〇°C，保溫時(shí)間為3-4小時(shí)。
10. -種打印噴頭壓電元件，其特征在于，所述打印噴頭壓電元件采用如權(quán)利要求1-9 任一項(xiàng)所述的打印噴頭壓電元件的制備方法制成。
【文檔編號(hào)】C04B35/622GK104230332SQ201310235217
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2013年6月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月14日
【發(fā)明者】周梅, 馮斌, 鐘小棵, 褚祥誠(chéng) 申請(qǐng)人:佛山市南海金剛新材料有限公司, 佛山市陶瓷研究所有限公司