PZT壓電陶瓷蜂鳴片工藝設(shè)計(jì)

年4月19日PZT壓電陶瓷蜂鳴片工藝設(shè)計(jì)文檔僅供參考PZT壓電蜂鳴片生產(chǎn)工藝說(shuō)明書(shū)指導(dǎo)教師：____學(xué)院：__班級(jí)：__學(xué)號(hào)：________姓名：_______二零一四年一月目錄前言一、壓電陶瓷蜂鳴片簡(jiǎn)介…………………3二、壓電蜂鳴片選型及特點(diǎn)………………3三、壓電蜂鳴器的應(yīng)用……………………4第一章設(shè)計(jì)任務(wù)1本課程設(shè)計(jì)意義………………52設(shè)計(jì)任務(wù)和要求………………53設(shè)計(jì)內(nèi)容………………………6第二章設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)及計(jì)算1原始數(shù)據(jù)………………………62數(shù)據(jù)計(jì)算………………………73純度和雜質(zhì)問(wèn)題………………8第三章PZT壓電蜂鳴片的生產(chǎn)工藝流程圖………………………91配料……………92混合……………103預(yù)燒……………104粉碎……………115成型……………116排膠……………127燒結(jié)……………138清洗及被銀……………………139極化……………1410測(cè)試…………1511焊接…………16第四章設(shè)備選型1選型原則……………………162主要設(shè)備選型………………17結(jié)語(yǔ)………………20參考文獻(xiàn)………………………20前言一、壓電陶瓷蜂鳴片簡(jiǎn)介壓電蜂鳴器是一種以壓電陶瓷作為電聲換能器的發(fā)聲體，這種器件的核心是以壓電陶瓷薄片粘貼在金屬片上的換能換件，即壓電蜂鳴片。壓電蜂鳴器無(wú)射頻噪聲、低功耗等特點(diǎn)使其備受重視，發(fā)展非常迅速。壓電式蜂鳴器主要由多諧振蕩器，壓電蜂鳴片，阻抗匹配器及共鳴箱，外殼等組成。多諧振蕩器由晶體管或集成電路構(gòu)成,當(dāng)接通電源后(1.5~15V直流工作電壓)，多諧振蕩器起振，輸出1.5～2.5kHZ的音頻信號(hào)，阻抗匹配器推動(dòng)壓電蜂鳴片發(fā)聲。二、壓電蜂鳴片選型及特點(diǎn)1.壓電蜂鳴器的選型驅(qū)動(dòng)方式：若無(wú)法提供頻率信號(hào)給蜂鳴器工作，可考慮用內(nèi)含驅(qū)動(dòng)線(xiàn)路，給予直流電壓即可。另有直音，快斷音，慢斷音不同的聲響信號(hào)；（其方法有兩種：自激振蕩是利用在諧振點(diǎn)的振蕩而產(chǎn)生聲波的方式；她激振蕩是在遠(yuǎn)離諧振點(diǎn)的頻率下產(chǎn)生聲波的方式）尺寸大?。撼叽鐣?huì)影響頻率，小尺寸頻率會(huì)較高；電壓大?。阂訴O-P計(jì)算，以方波驅(qū)動(dòng)，電壓越高，音量越高pinpitch：壓電式蜂鳴器的規(guī)格眾多，往往不易找到一模一樣的規(guī)格，可先挑pitch一樣，頻率接近的試用。2.壓電蜂鳴器的特點(diǎn)壓電蜂鳴器和其它蜂鳴器比較具有如下優(yōu)點(diǎn)：（1）因無(wú)可動(dòng)觸點(diǎn)部分，因此壽命長(zhǎng)、可靠性高，連續(xù)使用可達(dá)10000小時(shí)以上，是半永久性的器件；（2）不產(chǎn)生飛弧或者射頻噪聲，對(duì)其它線(xiàn)路無(wú)干擾；（3）不會(huì)因松動(dòng)而引起大的振動(dòng)；（4）用電子線(xiàn)路控制，因此能發(fā)出多種悅耳的聲音及模擬聲、斷續(xù)聲。音色純正，不易被噪聲所覆蓋；（5）用電壓激勵(lì)，因此消耗電流小，一般在20mA以下，不會(huì)超過(guò)100mA；（6）小型大音量，音量可達(dá)到70分貝/20cm，而元件厚度僅為1mm以下；（7）工作溫度范圍寬；（8）便于安裝，而且無(wú)電磁線(xiàn)圈和動(dòng)圈，不必?fù)?dān)心絕緣惡化，并無(wú)漏電的可能。三、壓電蜂鳴器的應(yīng)用壓電蜂鳴器實(shí)際上有三種商品形式，即壓電蜂鳴器復(fù)合體，壓電蜂鳴器發(fā)聲體和壓電蜂鳴器，以適應(yīng)市場(chǎng)上的不同需要。不論何種形式，其用途都離不開(kāi)報(bào)警、判斷和通知三種。報(bào)警用的壓電蜂鳴器用于火災(zāi)、煙濃度、漏氣、防盜及汽車(chē)用的報(bào)警，通知用的壓電蜂鳴器在探魚(yú)機(jī)、儀器、醫(yī)療設(shè)備、自動(dòng)售貨機(jī)、洗衣機(jī)、電爐等作為通知使用，比光指示更為有利，另外，具有模擬聲、復(fù)合聲的壓電蜂鳴器還可用于玩具，電視游戲等方面。第一章設(shè)計(jì)任務(wù)1本課程設(shè)計(jì)意義1．了解陶瓷各種工藝實(shí)驗(yàn)在生產(chǎn)中的作用與實(shí)際意義；2．掌握陶瓷主要工藝流程的原理、方法與一定的操作技能；3．經(jīng)過(guò)陶瓷工藝設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)了解陶瓷產(chǎn)品的設(shè)計(jì)程序與工藝過(guò)程；4．培養(yǎng)學(xué)生綜合設(shè)計(jì)工藝生產(chǎn)流程的能力；5.掌握坯料配方設(shè)計(jì)和研究方法，提高分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力；6.為畢業(yè)論文實(shí)驗(yàn)、進(jìn)一步深造獲從事專(zhuān)業(yè)技術(shù)工作奠定良好的基礎(chǔ)。關(guān)于陶瓷工藝課程設(shè)計(jì)的研究意義：陶瓷工藝設(shè)計(jì)是一項(xiàng)實(shí)踐性極強(qiáng)的教學(xué)活動(dòng)，研究設(shè)計(jì)性的綜合程序給學(xué)生較大的自由度，學(xué)生能夠充分發(fā)揮自己的聰明才智和創(chuàng)新能力，自己設(shè)計(jì)新的工藝流程。經(jīng)過(guò)陶瓷工藝設(shè)計(jì)使學(xué)生掌握從原料的選擇、配方的確定與計(jì)算、粉體的制備、成型、干燥、燒成等一系列陶瓷工藝過(guò)程，同時(shí)還要掌握陶瓷產(chǎn)品的性能測(cè)試和產(chǎn)品的評(píng)價(jià)。經(jīng)過(guò)本實(shí)習(xí)課的學(xué)習(xí)，使學(xué)生更好的理解《陶瓷工藝學(xué)》課程理論，掌握進(jìn)行陶瓷工藝和性能科學(xué)研究的基本原理和方法，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新能力，為學(xué)生進(jìn)行畢業(yè)論文學(xué)習(xí)乃至畢業(yè)后盡快適應(yīng)實(shí)際工作打下良好的基礎(chǔ)。2設(shè)計(jì)任務(wù)和要求主要任務(wù)是設(shè)計(jì)一個(gè)能適用于生產(chǎn)的，PZT壓電陶瓷蜂鳴片的合成工藝及車(chē)間工藝流程。要求：（1）掌握在成分設(shè)計(jì)、原料處理、工藝流程選擇、工藝參數(shù)確定、設(shè)備選型和制備效果評(píng)價(jià)等方面相關(guān)的計(jì)算方法。（2）掌握數(shù)據(jù)處理的原則和方法，鍛煉綜合分析及撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的能力。（3）設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)字?jǐn)?shù)不少于六千字，用專(zhuān)用稿紙書(shū)寫(xiě)，封面單獨(dú)一頁(yè)。（4）各人獨(dú)立完成，不得互相抄襲，如有抄襲或大部分雷同者，一律按不及格處理。3設(shè)計(jì)內(nèi)容（1）按所定材料化學(xué)組成和產(chǎn)品任務(wù)進(jìn)行設(shè)計(jì)；（2）陶瓷工藝設(shè)計(jì)的目的和意義；（3）原料的選擇、計(jì)算及加工處理；（4）工藝原理運(yùn)用、工藝流程選擇與工藝方法確定；（5）工藝參數(shù)確定；（6）主要設(shè)備的選型；（7）對(duì)給定材料的制備工藝的設(shè)計(jì)進(jìn)行必要的分析與討論。第二章設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)及計(jì)算1原始數(shù)據(jù)PZT壓電陶瓷蜂鳴器片（φ10mm×厚2mm，每片重約1.5克，年產(chǎn)500萬(wàn)片，以300工作日計(jì)算）壓電陶瓷分子式為：Pb0.95Sr0.05(Zr0.52Ti0.48)O3+0.5重量%Cr2O3+0.3重量%Fe2O3原料純度鉛丹Pb3O498%碳酸鍶SrCO397%二氧化鋯ZrO299.5%二氧化鈦TiO299%三氧化二鐵Fe2O398.9%三氧化二鉻Cr2O399%2數(shù)據(jù)計(jì)算配料是制備壓電陶瓷的基礎(chǔ)，原料的選擇和處理是一個(gè)重要步驟，關(guān)系到整個(gè)制備過(guò)程和最后樣品的性能，選用原料時(shí)應(yīng)注意純度、細(xì)度和活性。純度以不引入有害雜質(zhì)為原則，堿土金屬氧化物更易吸潮，且預(yù)燒時(shí)碳酸鹽分解生成的氧化物活性大，因此，一般選用堿金屬碳酸鹽作原料。根據(jù)配方或分子式選擇所用原料，計(jì)算稱(chēng)量。2.1Pb0.95Sr0.05(Zr0.52Ti0.48)O3的分子量：1mol坯料的重量為：氧化物摩爾數(shù)氧化物相對(duì)分子量氧化物重量1mol坯料的重量Pb3O4SrCO3ZrO2TiO20.95/30.050.520.48685.60147.63123.2279.87217.117.3864.0738.34326.902.2各主要原料所需的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)：Pb3O4：217.11÷326.90=66.41%SrCO3：7.38÷326.90=2.26%ZrO2：64.07÷326.90=19.60%TiO2：38.34÷326.90=11.73%2.3按原料純度計(jì)算原料用量：以100g坯料為基準(zhǔn)，每天坯料用量（按300天每年）：1.5×5000000÷300=25000gPb3O4SrCO3ZrO2TiO2Cr2O3Fe2O3純?cè)闲枰?6.412.2619.6011.730.50.3原料純度%989799.5999998.9實(shí)際原料用量67.762.3319.7011.850.510.303每天100g的坯料實(shí)際配料量，g67.762.3319.7011.850.5050.3032.4最后各原料所需要的量：Pb3O4：67.76×250×（1-0.5%-0.3%）=16804.48gSrCO3：2.33×250×（1-0.5%-0.3%）=577.84gZrO2：19.7×250×（1-0.5%-0.3%）=4885.6gTiO2：11.85×250×（1-0.5%-0.3%）=2938.8gCr2O3：0.505×250=126.25gFe2O3：0.303×250=75.75g每天需總量：16804.48+577.84+4885.6+2938.8+126.25+75.75=25408.72g3.純度和雜質(zhì)問(wèn)題原料是制備壓電陶瓷的基礎(chǔ)。選擇原料一般應(yīng)注意其化學(xué)組成和物理狀態(tài)。3.1純度對(duì)純度的要求應(yīng)適度。高純?cè)?，價(jià)格昂貴，燒結(jié)溫度高，溫區(qū)窄。純度稍低的原料，有的雜質(zhì)可起礦化和助熔的作用，反而使燒結(jié)溫度較低，且溫區(qū)較寬。過(guò)低純度原料雜質(zhì)多，不宜采用。3.2雜質(zhì)含量壓電陶瓷材料中雜質(zhì)允許量主要根據(jù)以下三點(diǎn)因素決定：(1)雜質(zhì)類(lèi)型：①有害雜質(zhì)：對(duì)材料絕緣、介電性等影響極大的雜質(zhì)，特別是異價(jià)離子。如B、C、P、S、Al等，愈少愈好；②有利雜質(zhì)：與材料A、B位離子電價(jià)相同、半徑接近，能形成置換固溶的雜質(zhì)。如Ca2+、Sr2+、Ba2+、Mg2+、Sn4+等離子，一般在0.2~0.5%范圍內(nèi)，壞的影響不大，甚至有利。(2)材料類(lèi)型：①接收型壓電陶瓷材料：已引入了降低電導(dǎo)率和老化率的高價(jià)施主雜質(zhì)，原料中在0.5%以?xún)?nèi)的雜質(zhì)不足以顯著影響施主雜質(zhì)的既定作用；②發(fā)射型壓電陶瓷材料：要求低機(jī)電損耗，因而配料中的雜質(zhì)總量，愈少愈好，一般希望在0.05%以下。對(duì)于為了提高其它性能參數(shù)的有意添加物，另當(dāng)別論。(3)原料在配方中的比例：在PZT配方中，比例大的原料Pb3O4、ZrO2、TiO2分別占重量比的60%、20%和10%左右，若雜質(zhì)多，引入雜質(zhì)總量也多。因此，要求雜質(zhì)總含量均不超過(guò)2%，即要求純度均在98%以上。配方中比例小的其它原料，雜質(zhì)總含量可稍高一些，一般均在3%以下，即要求純度均在97%以上，特殊要求例外。3.3烘干為了不影響配料的準(zhǔn)確性，含水原料必須進(jìn)行烘干脫水處理。一般在電熱式干燥箱中干燥。溫度110~120℃，時(shí)間不少于4小時(shí)，直至無(wú)水分為止。第三章PZT壓電蜂鳴片的生產(chǎn)工藝流程圖1配料配料是制備壓電陶瓷的基礎(chǔ)，原料的選擇和處理是一個(gè)重要步驟，關(guān)系到整個(gè)制備過(guò)程和最后樣品的性能，選用原料時(shí)應(yīng)注意純度、細(xì)度和活性。純度以不引入有害雜質(zhì)為原則，堿土金屬氧化物更易吸潮，且預(yù)燒時(shí)碳酸鹽分解生成的氧化物活性大。進(jìn)行料前處理，除雜去潮，然后按配方比例稱(chēng)量各種原材料，注意少量的添加劑要放在大料的中間。2混合配料后需將原料混合均勻，混合的目的是將各種原料混勻磨細(xì)，為預(yù)燒進(jìn)行完全的固相反應(yīng)準(zhǔn)備條件。一般采取干磨或濕磨的方法。小批量可采取干磨，大批量可采取球磨或氣流粉碎的方法，效率較高。此次制作PZT壓電陶瓷原料的混合是采用球磨機(jī)進(jìn)行球磨混合。3預(yù)燒此道工序很重要，會(huì)直接影響燒結(jié)條件及最終產(chǎn)品的性能。預(yù)燒過(guò)程是使原料間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)以生成所需產(chǎn)物的過(guò)程，由于反應(yīng)是在低于熔點(diǎn)的溫度下經(jīng)過(guò)原子擴(kuò)散完成的，又稱(chēng)之為固相反應(yīng)。固相法利用固態(tài)物質(zhì)間所發(fā)生的各種固態(tài)反應(yīng)來(lái)制取粉末。在制備陶瓷粉體原料中常見(jiàn)的固態(tài)反應(yīng)包括化合反應(yīng)、熱分解反應(yīng)和氧化物還原反應(yīng)，但這幾種反應(yīng)在實(shí)際工藝過(guò)程中經(jīng)常同時(shí)發(fā)生。使用固態(tài)法制備的粉末有時(shí)不能直接作為原料使用，需進(jìn)一步加以粉碎。固相法在應(yīng)用于鋯鈦酸鉛(PZT)粉體制備時(shí)，也稱(chēng)為混合氧化物合成方法，即人們一般所說(shuō)的傳統(tǒng)固相燒結(jié)法，在PZT陶瓷工業(yè)化生產(chǎn)中，此方法是已經(jīng)使用的合成方法中最基本的方法。PZT是由氧化物之間的固體反應(yīng)獲得，在氧化物反應(yīng)過(guò)程中，首先組成氧化物之間相互反應(yīng)生成PbTiO3和ZrO2的固溶體，然后均勻轉(zhuǎn)化為PZT相。在燒結(jié)時(shí)，若選擇的預(yù)燒溫度太低，則化學(xué)反應(yīng)不充分；若溫度太高，則預(yù)燒后的大圓片硬度很大，難于粉碎。采用一般陶瓷工藝，粉料需經(jīng)850℃預(yù)燒2小時(shí)。在預(yù)燒過(guò)程中，部分氧化鉛會(huì)揮發(fā)。因此，為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，需要在預(yù)燒時(shí)用氧化鋁坩堝進(jìn)行密封處理。反應(yīng)過(guò)程：反應(yīng)A：350—680℃反應(yīng)B：625—800℃反應(yīng)C：800℃以上加熱條件升溫速率：視爐內(nèi)裝料多少而定。最高溫度：850℃左右保溫時(shí)間：650℃左右保溫1-2小時(shí)，以生成PT。850℃左右保溫2小時(shí)，以生成PZT。降溫速率：關(guān)電隨爐冷卻，至200℃以下出爐。爐內(nèi)氣氛：以中性或氧化氣氛為好；還原氣氛會(huì)導(dǎo)致料粉還原發(fā)黑，必須嚴(yán)加控制。硅碳棒爐好于電阻絲爐。4粉碎粉碎也能夠成為二次磨細(xì)，目的是將預(yù)燒過(guò)的壓電陶瓷粉末再細(xì)振混勻磨細(xì)，為成瓷均勻性能一致打好基礎(chǔ)。壓電陶瓷片的制作是將預(yù)燒后的粉料放入研缽中研磨，再放入球磨罐中在球磨機(jī)上球磨12小時(shí)，以便成型和燒結(jié)成樣品。瓷料粒徑分布差，成型后的膜帶致密度差，將影響到燒成后的瓷片致密度，從而使陶瓷片的電性能變壞。另外，原材料或瓷料的顆粒度愈大，合成或燒結(jié)速率愈慢，導(dǎo)致合成或燒結(jié)溫度愈高，所得的瓷片致密度愈差，使壓電陶瓷片機(jī)電性能惡化，從而影響壓電陶瓷蜂鳴片的性能。對(duì)此，能夠相應(yīng)地應(yīng)改進(jìn)球磨條件，采用效率高的攪拌球磨機(jī)。5成型5.1配制粘合劑：粘劑配比：聚乙烯醇19.8%蒸餾水73.2%甘油7.0%配制方法：聚乙烯醇+蒸餾水→拌和→隔水燒至60~70℃（隔層內(nèi)水沸騰）→間歇攪拌至完全融開(kāi)→加甘油攪拌→至完全融洽，即刻拿出→紗布過(guò)濾5.2扎膜（1）成原料（2）按，原料：粘劑=100：18加入粘劑(3)將調(diào)好的料放在軋膜機(jī)上進(jìn)行粗軋至不粘糊軋膜棍上（4)將粗軋好的料進(jìn)行細(xì)軋。經(jīng)常進(jìn)行90。旋轉(zhuǎn)，使瓷料軋至均勻且無(wú)氣泡時(shí)，由厚到薄，軋成片狀。（5)精軋時(shí)，將條伏軋至沖片時(shí)所需的厚度。（6)注意軋輥表面清潔。5.3沖片將軋膜好的片條，按照產(chǎn)品要求的大小直徑以及厚度進(jìn)行沖片成型，然后送至燒結(jié)、排粘、成瓷。6排膠工藝操作如下：燒料堅(jiān)硬、發(fā)白或變灰，是由于合成溫度過(guò)高，保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，PbO揮發(fā)較多導(dǎo)致料方組成的改變，以致使得PbO總量減少，游離ZrO2、TiO2含量較多，影響性能。此時(shí)應(yīng)適當(dāng)降低合成溫度和減少保溫時(shí)間；及時(shí)查找爐溫過(guò)高的具體原因，并酌情處理；同時(shí)對(duì)配方作相應(yīng)的調(diào)整。燒料塊疏松，發(fā)紅又無(wú)膨脹崩裂現(xiàn)象，是由于合成溫度太低，保溫時(shí)間過(guò)短。此時(shí)，應(yīng)適當(dāng)提高合成溫度或延長(zhǎng)保溫時(shí)間，就能解決這個(gè)問(wèn)題。排膠的目的是將成型工藝中加入的粘合劑從樣品中排出。粘合劑的作用只是為了順利成型，它在高溫灼燒時(shí)可能生成是一種還原性強(qiáng)的物質(zhì)，影響材料性能，因此成型以后需要升溫將其排出。排膠程序主要由所用的粘合劑來(lái)決定，在此選用的PVA粘合劑合適的排膠溫度為950℃。因蜂鳴片大而薄，因此排膠速度應(yīng)慢，約每小時(shí)升高50℃，需19小時(shí)排完。為避免瓷片變形，上面可用氧化鋁板壓著排膠。7燒結(jié)燒結(jié)是將排塑后的素坯在適合的溫度下使反應(yīng)更加充分、晶粒長(zhǎng)大的過(guò)程，燒結(jié)過(guò)程的機(jī)制是原子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)。燒結(jié)的推動(dòng)力是顆粒或者晶粒的表面能，燒結(jié)過(guò)程主要是表面能降低的過(guò)程。燒結(jié)工序中為了防止樣品中某些元素的揮發(fā)，一般經(jīng)過(guò)添加氣氛料和密封柑禍的方法保持燒結(jié)過(guò)程中的氣氛。在生產(chǎn)中，采用氣氛料密封燒結(jié)，選擇的最佳燒結(jié)溫度是以壓電性為最好時(shí)的燒結(jié)溫度，最佳燒結(jié)溫度為1250℃，保溫4個(gè)小時(shí)。經(jīng)過(guò)燒結(jié)能夠得到成瓷性好、致密度較高的壓電陶瓷片。在燒成帶，燒嘴上方設(shè)有用耐熱不銹鋼絲編制而成的隔焰網(wǎng)，以利于均衡整個(gè)燒成帶內(nèi)的溫度，另外該隔焰網(wǎng)在彩烤時(shí)，可使火焰與產(chǎn)品隔離，主要以隔焰網(wǎng)的輻射來(lái)傳熱，以提高彩烤產(chǎn)品的質(zhì)量。溫度控制如下：8清洗及被銀8.1清洗方法（1）用超聲、酒精進(jìn)行清洗（2）用砂紙、肥皂進(jìn)行清洗8.2被銀及燒滲（1）工藝流程如：使用配置好的銀漿進(jìn)行被銀，采用燒滲銀的方式被覆樣品電極。蜂鳴片采用手工絲網(wǎng)印刷工藝被銀。被銀時(shí)銀漿不宜太稀，印銀時(shí)網(wǎng)上可適當(dāng)放些銀漿。（2）燒滲燒銀是將陶瓷片在750℃下保溫20-30分鐘，且選擇的中溫銀漿燒滲溫度應(yīng)低于陶瓷的預(yù)燒溫度，這樣有利于減小燒銀時(shí)對(duì)材料晶粒尺寸的影響。有時(shí)制品還原發(fā)黑，這是由于還原所致，在燒銀時(shí)應(yīng)防止燒銀溫度過(guò)高，500℃以前應(yīng)略開(kāi)爐門(mén)，防止聚積大量還原氣氛。燒銀結(jié)束后應(yīng)采用適當(dāng)快速降溫。9極化極化是使樣品中的自發(fā)極化定向排列的過(guò)程。由于組成陶瓷的各個(gè)晶粒本身是各向異性的，其中的自發(fā)極化只能沿少數(shù)幾個(gè)可能的晶向，未經(jīng)極化處理是各向同性的，不具備壓電性能。極化就是在壓電陶瓷上加一個(gè)強(qiáng)直流電場(chǎng)，使陶瓷中的電疇沿電場(chǎng)方向取向排列。要使壓電陶瓷得到充分的極化，充分發(fā)揮其壓電性能，就必須選擇合適的極化電場(chǎng)、溫度和時(shí)間。一般來(lái)說(shuō)，較高的極化電場(chǎng)、較高的極化溫度和較長(zhǎng)的極化時(shí)間有利于陶瓷的充分極化。計(jì)劃流程如：極化溫度：120℃極化電場(chǎng)：直流電場(chǎng)，3.5kv/mm極化時(shí)間：15分鐘在極化過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)制品普遍加不上電壓，制品的絕緣強(qiáng)度低，這是由于燒結(jié)“過(guò)火”，結(jié)晶粗糙、缺鉛嚴(yán)重，原料中含導(dǎo)電雜質(zhì)較多，或游離PbO含量過(guò)高的緣故。應(yīng)從相應(yīng)的方面采取措施，提高絕緣電阻，降低介質(zhì)損耗。還有制品增鉛或失鉛嚴(yán)重，以及制品內(nèi)部或表面夾雜有導(dǎo)電雜質(zhì)，都可能導(dǎo)致制品擊穿。同時(shí)，極化溫度過(guò)高也會(huì)產(chǎn)生擊穿。在烘箱中空氣極化時(shí)，有些產(chǎn)品極化充分，有些不充分，這是由于溫度不均勻，因此，在升溫、降溫、保溫時(shí)均需開(kāi)啟烘箱鼓風(fēng)開(kāi)關(guān)，以保證烘箱內(nèi)溫度均勻。如烘箱自由升溫快，應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)保溫時(shí)間，確保瓷片受壓時(shí)間不少于規(guī)定的時(shí)間。有些產(chǎn)品產(chǎn)生開(kāi)裂，這是由于降溫太快所致，因此，降溫時(shí)不允許過(guò)早打開(kāi)烘箱。10測(cè)試用多功能電表測(cè)試，當(dāng)陶瓷性能穩(wěn)定后檢測(cè)各項(xiàng)指標(biāo)，看是否達(dá)到了預(yù)期的性能要求。測(cè)量方法分為：靜態(tài)法和動(dòng)態(tài)法。圖1壓電陶瓷片的等效電路這里選用的是靜態(tài)法法測(cè)量。靜態(tài)法是壓電材料不發(fā)生交變的情況下進(jìn)行測(cè)量的一種方法。將K先合上使壓電片短路，加壓力后再打開(kāi)開(kāi)關(guān)K，使電荷全部施放到電容C上。原則上講電容C越大越好。靜態(tài)法主要用于測(cè)試壓電陶瓷材料的壓電常數(shù)。測(cè)量時(shí)要施加一定大小和方向的力。根據(jù)壓電效應(yīng)，被測(cè)試體由于變形會(huì)產(chǎn)生一定的電荷。設(shè)施加的力為F，沿垂直方向。兩電極上產(chǎn)生的電荷為：Q=d33×F，式中，d33圖1壓電陶瓷片的等效電路圖1是被測(cè)壓電片的內(nèi)部等效電路。它由電感、電容和電阻串并聯(lián)而成，其中電阻與壓電陶瓷材料的機(jī)械損耗有關(guān)系。圖中，L1為等效電感；R1為等效電阻；C1為動(dòng)態(tài)電容；C0為靜態(tài)電容。11焊接操作步驟：（1）檢查蜂鳴片：選取外觀良好,基片以及鍍銀涂層都沒(méi)有氧化的蜂鳴片備用。（2）蜂鳴片加錫：1）對(duì)蜂鳴片銅基片加錫：要求焊點(diǎn)直徑小于2.5mm，高度低于1.5mm。如果焊點(diǎn)過(guò)大會(huì)導(dǎo)致基片與鍍銀涂層短路；因基片散熱快，焊接時(shí)間不能低于2.5秒，否側(cè)會(huì)導(dǎo)致假焊；2）對(duì)鍍銀涂層加錫：直徑小于2mm；高度低于1mm；焊點(diǎn)靠近鍍銀涂層的邊緣，不能在涂層中心加錫點(diǎn)，否則會(huì)導(dǎo)致蜂鳴片聲音失真和聲音??；因鍍銀涂層上錫性能特別好，要求焊接時(shí)間低于1.5秒，烙鐵溫度低于300℃，否則會(huì)損壞鍍銀涂層。（3）焊蜂鳴片連接線(xiàn)：紅線(xiàn)焊銅基片焊點(diǎn)；黑線(xiàn)焊鍍銀涂層焊點(diǎn)。（4）自檢焊點(diǎn)圓潤(rùn)飽滿(mǎn)、無(wú)假焊虛焊、焊點(diǎn)無(wú)拉尖，鍍銀涂層沒(méi)有被損壞。（5）烙鐵溫度280±20℃。第四章設(shè)備選型1選型原則（1）根據(jù)配方、生產(chǎn)性質(zhì)、產(chǎn)量大小和工藝流程，選擇設(shè)備的型號(hào)，然后確定設(shè)備的規(guī)格尺寸。（2）對(duì)各工序的加工量和設(shè)備的生產(chǎn)能力進(jìn)行計(jì)算，確定所需設(shè)備的臺(tái)數(shù)。（3）先選主機(jī)設(shè)備，然后選輔助設(shè)備，輔助設(shè)備結(jié)合工藝布置來(lái)選擇。2主要設(shè)備選型2.1球磨機(jī)選型選用圓錐球磨機(jī)，產(chǎn)品概況：球磨機(jī)是物料被破碎之后，再進(jìn)行粉碎的關(guān)鍵設(shè)備。球磨機(jī)廣泛應(yīng)用于水泥，硅酸鹽制品，新型建筑材料、耐火材料、化肥、黑色與有色金屬選礦以及玻璃陶瓷等生產(chǎn)行業(yè)，對(duì)各種礦石和其它可磨性物料進(jìn)行干式或濕式粉磨。應(yīng)用范圍：圓錐球磨機(jī)是物料被破碎之后，再進(jìn)行粉碎的關(guān)鍵設(shè)備。球磨機(jī)廣泛應(yīng)用于水泥，硅酸鹽制品，新型建筑材料、耐火材料、化肥、黑色與有色金屬選礦以及玻璃陶瓷等生產(chǎn)行業(yè)，對(duì)各種礦石和其它可磨性物料進(jìn)行干式或濕式粉磨。（1）工作原理本機(jī)為臥式筒形旋轉(zhuǎn)裝置，外沿齒輪傳動(dòng)，兩倉(cāng)，格子型球磨機(jī)。物料由進(jìn)料裝置經(jīng)入料中空軸螺旋均勻地進(jìn)入磨機(jī)第一倉(cāng)，該倉(cāng)內(nèi)有階梯襯板或波紋襯板，內(nèi)裝不同規(guī)格鋼球，筒體轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生離心力將鋼球帶到一定高度后落下，對(duì)物料產(chǎn)生重?fù)艉脱心プ饔?。物料在第一倉(cāng)達(dá)到粗磨后，經(jīng)單層隔倉(cāng)板進(jìn)入第二倉(cāng)，該倉(cāng)內(nèi)鑲有平襯板，內(nèi)有鋼球，將物料進(jìn)一步研磨。粉狀物經(jīng)過(guò)卸料箅板排出。（2）球磨機(jī)產(chǎn)品規(guī)格及技術(shù)參數(shù)：1）軸承破碎機(jī)的軸承擔(dān)負(fù)機(jī)器的全部負(fù)荷，因此良好的潤(rùn)滑對(duì)軸承壽命有很大的關(guān)系，它直接影響到機(jī)器的使用壽命和運(yùn)轉(zhuǎn)率，因而要求注入的潤(rùn)滑油必須清潔，密封必須良好，本機(jī)器的主要注油處：轉(zhuǎn)動(dòng)軸承、軋輥軸承、所有齒輪、活動(dòng)軸承、滑動(dòng)平面。2）新安裝的輪箍容易發(fā)生松動(dòng)必須經(jīng)常進(jìn)行檢查；3）注意機(jī)器各部位的工作是否正常；4）注意檢查易磨損件的磨損程度，隨時(shí)注意更換被磨損的零件；5）放活動(dòng)裝置的底架平面，應(yīng)出去灰塵等物以免機(jī)器遇到不能破碎的物料時(shí)活動(dòng)軸承不能在底架上移動(dòng)，以致發(fā)生嚴(yán)重事故；6）軸承油溫升高，應(yīng)立即停車(chē)檢查原因加以消除；7）轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)若有沖擊聲應(yīng)立即停車(chē)檢查，并消除。（3）安裝試車(chē)1）該設(shè)備應(yīng)安裝在水平的混凝土基礎(chǔ)上，用地腳螺栓固定。2）安裝時(shí)應(yīng)注意主機(jī)體與水平的垂直。3）安裝后檢查各部位螺栓有無(wú)松動(dòng)及主機(jī)倉(cāng)門(mén)是否緊固，如有請(qǐng)進(jìn)行緊固。4）按設(shè)備的動(dòng)力配置電源線(xiàn)和控制開(kāi)關(guān)。5）檢查完畢，進(jìn)行空負(fù)荷試車(chē)，試車(chē)正常即可進(jìn)行生產(chǎn)。2.2扎磨機(jī)選型軋膜機(jī)主要是由兩個(gè)相向滾動(dòng)的軋輥組成，當(dāng)軋輥轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，放在軋輥之間的瓷料不斷受到擠壓，使資料中的每個(gè)粒子都能均勻地復(fù)蓋一薄層有機(jī)粘結(jié)劑。在軋輥繼續(xù)擠壓下，泥料中的氣泡不斷被排除，最后軋出所需厚度的薄片或薄膜，再由沖片機(jī)沖出所需尺寸的坯件。軋膜成型有以下特點(diǎn)：（1）成型過(guò)程兼有練泥作用。（2）陶瓷膜片在軋輥轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，山于兩軋輥間隙縮小而受壓力，是兩面受壓軋出的膜片，厚度方向致密均勻。對(duì)較厚膜片，由于軋膜時(shí)間短，其中間的部分致密度較差，燒成收縮率也較大。（3）可經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)軋輥間距離而獲得予期厚度的膜片。（4）膜片在寬度方向沒(méi)有受壓力，由厚減薄向兩端延展，坯料脆性較大，因此往往邊緣有開(kāi)裂。軋膜時(shí)，特別是在粗軋時(shí)，每軋一次，均應(yīng)將膜片對(duì)折并調(diào)換軋膜方向(使與前次方向成90)，以減少坯料顆粒的趨向性，并在最后精軋前，逐次改薄