CN103280523A - 高温压电元件电极制作方法及压电元件结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高温压电元件电极的制作方法，在成型的压电材料表面镀涂传统导电浆料，然后对该压电材料进行极化，之后再去除其表面镀涂的导电浆料涂层，并与外界电极引线连接，将其压电效应产生的信号输出。本发明公开的高温压电元件结构，包括极化的压电材料，所述极化的压电材料去除了表面的金属导电浆料涂层；所述极化的压电材料表面连接有电极引线，将其压电效应产生的信号输出。上述制作方法及结构，去除了传统的电极浆料涂层，避免在高温下由于电极材料的高温扩散导致压电元件输出电阻减小，改善了压电元件的热性能；增加金刚石或石墨涂层作为电极，提高了压电元件输出电荷的灵敏度。

Description

高温压电元件电极制作方法及压电元件结构
技术领域
本发明涉及压电式传感器技术领域，尤其涉及一种高温压电元件电极的制作方法及压电元件结构。
背景技术
压电陶瓷已经广泛的应用于各种传感器和微致动领域。而作为传感器，大多数情况下如果应用于常温下或者应用于发动机（通常低于400摄氏度）的时候，人们可以用银浆或者金钯浆（通常温度高于300摄氏度度但是低于500摄氏度使用）。但是随着科技的发展人们还要测量诸如航空发动机、燃气轮机、火箭尾喷口等高温区域的各种物理量，而且这些区域温度远高于上述传统浆料电极能承受的范围。在这个时候如果我们仍然使用传统浆料或者溅射或者蒸镀的工艺，就会导致电极材料高温扩散使得功能陶瓷材料（比如压电陶瓷）输出电阻减少，然而人们希望这类产品的输出电阻越大越好。
发明内容
为克服上述问题，本发明提出一种高温压电元件电极的制作方法及压电元件结构，去除了传统电极浆料涂层，在高温环境下电阻较稳定。
为达到上述目的，本发明所提出的技术方案为：高温压电元件电极制作方法，包括如下步骤：a)根据规格要求将压电材料加工成型；b)在成型压电材料上下表面镀涂、溅射或蒸镀传统的导电浆料；c)对涂有导电浆料的压电材料进行极化；d)去除压电材料表面的导电浆料涂层；e)在压电材料表面连接电极引线，将其压电效应产生的信号输出。
进一步的，还包括步骤f），将去除涂层后的压电材料通过堆栈或串并联方式连接。
进一步的，还可在去除涂层后的压电材料表面喷涂金刚石或石墨作为电极，并对喷涂表面进行粗糙度调整。
进一步的，采用研磨方式对喷涂表面进行粗糙度调整。
进一步的，将喷涂有金刚石或石墨电极的压电材料通过堆栈或串并联方式连接。
进一步的，所述导电浆料为金属浆料，如银浆或金钯浆等；所述去除导电浆料涂层的方式为化学腐蚀方式或物理方式。
本发明提出的高温压电元件结构，包括极化的压电材料，所述极化的压电材料去除了表面的金属导电浆料涂层；所述极化的压电材料表面连接有电极引线，将其压电效应产生的信号输出。
进一步的，所述极化的压电材料表面喷涂有金刚石或石墨涂层作为电极。
进一步的，所述压电元件结构包括多层所述压电材料，各压电材料通过堆栈或串并联方式连接。
本发明的有益效果：去除了传统的电极浆料涂层，避免在高温下由于电极材料的高温扩散导致压电元件输出电阻减小，改善了压电元件的热性能；增加金刚石或石墨涂层作为电极，提高了压电元件输出电荷的灵敏度。
附图说明
图1为本发明的压电元件电极制作过程示意图一；
图2为本发明的压电元件电极制作过程示意图二；
图3为本发明的压电元件结构一示意图；
图4为本发明的压电元件结构二示意图。
附图标记：1、压电材料；2、导电浆料涂层；3、电极引线；4、
石墨涂层。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明做进一步说明。
如图1所示为本发明高温压电元件电极制作方法具体实施方式一，包括如下步骤：a)根据规格要求将压电材料1加工成型；b)在成型压电材料1上下表面镀涂、溅射或蒸镀传统的导电浆料；c)对涂有导电浆料的压电材料1进行极化；d)去除压电材料1表面的导电浆料涂层2；e)在压电材料1表面连接电极引线3，将其压电效应产生的信号输出。例如以压电陶瓷为例，根据实际设计需要制作成型，在压电陶瓷上下表面采用镀涂、溅射或蒸镀等方式镀上一传统的导电浆料，如银浆或金钯浆等，然后对压电陶瓷进行极化，极化之后，再采用化学腐蚀或物理方式去除极化的压电陶瓷表面的导电浆料涂层2，然后直接用外界导电电极将压电效应产生的信号输出，如直接以电极引线3连接压电材料表面，引出压电效应产生的信号。还可将多个去除涂层后的极化的压电材料1通过堆栈或串并联方式连接，并以电极引线3引出压电效应产生的信号。去除了传统的电极浆料涂层，避免在高温下由于电极材料的高温扩散导致压电元件输出电阻减小，改善了压电元件的热性能。
如图2所示为本发明高温压电元件电极制作方法具体实施方式二，与实施例一不同的是，在去除导电浆料涂层2后的极化压电材料1表面喷涂金刚石或石墨作为电极，并对喷涂表面进行粗糙度调整，例如可以采用研磨方式对喷涂的金刚石涂层或石墨涂层4表面粗糙度进行调整。还可将多个喷涂有金刚石或石墨涂层4的压电材料1通过堆栈或串并联方式连接，并以电极引线3引出压电效应产生的信号。增加金刚石或石墨涂层4作为电极，提高了压电元件输出电荷的灵敏度。
如图3和4分别为本发明的高温压电元件结构实施例一和二。
如图3所示的高温压电元件结构，包括极化的压电材料1，如极化的压电陶瓷，该极化的压电材料1去除了表面的金属导电浆料涂层2，且该极化的压电材料1表面连接有电极引线3，将其压电效应产生的信号输出。与现有技术不同的是，该结构去除了传统的电极浆料涂层2，解决了以往压电元件在高温下由于电极材料的高温扩散导致压电元件输出电阻变小的问题，改善了压电元件的热性能。
该压电元件结构也可以包括多层上述极化的压电材料1，各压电材料通过堆栈或串并联方式连接，并以电极引线3引出压电效应产生的信号。
如图4所示的高温压电元件结构，与上述结构不同的是，在上述极化的压电材料1表面还喷涂有金刚石或石墨涂层4作为电极，以提高该结构压电元件输出电荷的灵敏度。
该压电元件结构也可以包括上述多层喷涂有金刚石或石墨涂层4的压电材料1，各压电材料1通过堆栈或串并联方式连接，并以电极引线3引出压电效应产生的信号。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上对本发明做出的各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.高温压电元件电极制作方法，其特征在于，包括如下步骤：a)根据规格要求将压电材料加工成型；b)在成型压电材料上下表面镀涂、溅射或蒸镀传统的导电浆料；c)对涂有导电浆料的压电材料进行极化；d)去除压电材料表面的导电浆料涂层；e)在压电材料表面连接电极引线，将其压电效应产生的信号输出。
2.如权利要求1所述高温压电元件电极制作方法，其特征在于：还包括步骤f），将去除涂层后的压电材料通过堆栈或串并联方式连接。
3.如权利要求1所述高温压电元件电极制作方法，其特征在于：在去除涂层后的压电材料表面喷涂金刚石或石墨作为电极，并对喷涂表面进行粗糙度调整。
4.如权利要求3所述高温压电元件电极制作方法，其特征在于：采用研磨方式对喷涂表面进行粗糙度调整。
5.如权利要求3所述高温压电元件电极制作方法，其特征在于：将喷涂有金刚石或石墨电极的压电材料通过堆栈或串并联方式连接。
6.如权利要求1-5任一项所述高温压电元件电极制作方法，其特征在于：所述导电浆料为金属浆料；所述去除导电浆料涂层的方式为化学腐蚀方式或物理方式。
7.高温压电元件结构，包括极化的压电材料，其特征在于：所述极化的压电材料去除了表面的金属导电浆料涂层；所述极化的压电材料表面连接有电极引线，将其压电效应产生的信号输出。
8.如权利要求7所述高温压电元件结构，其特征在于：所述极化的压电材料表面喷涂有金刚石或石墨涂层作为电极。
9.如权利要求7或8所述高温压电元件结构，其特征在于：所述压电元件结构包括多层所述压电材料，各压电材料通过堆栈或串并联方式连接。
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