CN112335933A - 一种超声波雾化片及其制作工艺、超声波电子烟 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超声波雾化片及其制作工艺、超声波电子烟，其中超声波雾化片包括压电振子，压电振子的上表面固设有多孔导油层；多孔导油层上的通孔排布规则；多孔导油层通过粘连层固设于压电振子上表面，或者，多孔导油层与压电振子一体成型；压电振子包括由上而下依次设置的上电极层、压电陶瓷片、下电极层；上电极层上表面还设有釉层。本发明将将多孔导油层和压电振子设计为一体式结构，表层的多孔导油层能够储油和导油，底层的压电振子能够产生高频振动；提供集多孔导油层和压电振子两种功能效果为一体的一体件，利用本发明，可以避免单独装配多孔导油层，从而避免装配时的不一致性，保证雾化效果和抽吸体验，操作简单方便，省时省力。

Description

一种超声波雾化片及其制作工艺、超声波电子烟
技术领域
本发明特别涉及一种超声波雾化片及其制作工艺、超声波电子烟。
背景技术
压电振子是一种基本压电元件，广泛应用于各种超声波设备和仪器中，是超声波流量计、超声波滤波器、水声换能器、超声刀、超声波焊接、超声波探伤仪等仪器的核心功能件。超声压电振子是雾化设备的核心，它的基本结构是由一个压电陶瓷体和两个金属电极面组成，在工作过程中，当在金属电极上施加周期性动态电压信号时，压电陶瓷体会产生周期性的高频机械振动，从而产生超声波，雾化汽体。
超声波电子烟正是应用上述原理而设计的一款电子烟。超声波压电振子的基本结构也是由一个压电陶瓷体和印刷在压电陶瓷体两侧面的金属电极层组成。超声波电子烟的雾化器结构不同于普通的加湿器、香薰机，由于电子烟液的雾化温度高(由丙二醇、丙三醇、烟碱和各种香精香料调和而成)，它在雾化时需要通过导油介质把烟油导至超声波压电振子表面，通过高频的周期振动把导至压电振子表面的烟油雾化，雾化出的气溶胶通过气道出来进入人体口腔。
导油介质可以是脱脂棉、多孔陶瓷、芳纶布、无纺布、PPS等具有多孔、耐温、亲油的材质，它可以快速地吸附烟油并把烟油导至超声波压电振子上。在抽吸时，只有导油的速度约等于雾化速度，才能有较好的抽吸体验，否则容易吸到油或有焦味糊味。
超声波电子烟目前选用的是纤维型导油介质，它是通过一个弹簧和硅胶套固定在雾化仓中，由于超声波电子烟没有自动化设备装配，全程大部分工位是人工装配完成，绝大多数结构件可以靠结构件的台阶、卡槽等定位限位，但对于装配导油介质而言，工人的操作水平则会对雾化器导油的顺畅性产生一定的影响。导油介质装配后的松紧度、位置是否偏移都会影响导油速度，从而影响雾化效果和抽吸体验。同时由于没有自动化的组装，装配导油介质也是耗时耗力的。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种超声波雾化片及其制作工艺、超声波电子烟，将多孔导油层和压电振子设计为一体式结构，避免单独装配多孔导油层，从而避免装配时的不一致性，保证雾化效果和抽吸体验，操作简单方便，省时省力。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种超声波雾化片，包括压电振子，其结构特点是压电振子的上表面固设有多孔导油层。
借由上述结构，将多孔导油层和压电振子设计为一体式结构，避免单独装配多孔导油层，从而避免装配时的不一致性，保证雾化效果和抽吸体验，操作简单方便，省时省力。
作为一种优选方式，多孔导油层上的通孔排布规则。
通孔排布规则，则导油更加均匀，雾化效果更好。
作为一种优选方式，多孔导油层通过粘连层固设于压电振子上表面。
作为另一种优选方式，多孔导油层与压电振子一体成型。
多孔导油层既可以通过粘连层固设于压电振子上表面，又可以直接与压电振子一体成型。经一体成型形成的超声波雾化片工艺流程更短。
作为一种优选方式，所述压电振子包括由上而下依次设置的上电极层、压电陶瓷片、下电极层。
进一步地，所述上电极层上表面还设有釉层，从而保证压电振子表面具有良好的光洁度。
进一步地，釉层上表面设有喷砂面，保证压电振子与多孔导油层之间具有良好的附着强度。
基于同一个发明构思，本发明还提供了一种超声波雾化片制作工艺，包括：
步骤A1，制作压电振子；
其特点是还包括：
步骤B1，制作多孔导油层；
步骤C1，在压电振子上表面设置粘连层；
步骤D1，对位多孔导油层和压电振子上的粘连层，将多孔导油层压合在压电振子上；其中，粘连层上的通孔与多孔导油层上的通孔一一相对；
步骤E1，将压合形成的一体件烘干后冷却。
进一步地，所述步骤C1中，在设置粘连层之前，还包括对压电振子上表面与粘连层相对应的位置进行喷砂处理。
作为一种优选方式，所述步骤C1中，利用丝网印刷高温胶的方式形成粘连层，其中，丝网上的菲林图像与多孔导油层的多孔结构一致。
基于同一个发明构思，本发明还提供了一种超声波雾化片制作工艺，包括：
步骤A1，制作压电振子；
其特点是还包括：
步骤B2，制作多孔导油层坯体；
步骤C2，将多孔导油层坯体通过热压叠层或等静压叠层工艺复合至压电振子上表面；
步骤D2，将复合形成的一体件烧结。
进一步地，所述步骤A1中，还包括对压电振子上表面与多孔导油层相对应的位置进行喷砂处理。
基于同一个发明构思，本发明还提供了一种超声波雾化片制作工艺，包括：
步骤A3，选定制作压电陶瓷片的配方，根据该配方称取制作压电陶瓷片的原料；对压电陶瓷片的原料依次执行预处理、混合和预烧工序；
其特点是还包括：
步骤B3，选取制作多孔导油层的原料；对多孔导油层的原料依次执行预处理和混合工序；
步骤C3，将经过预烧的压电陶瓷片原料置于模具中成型，形成压电陶瓷片坯体；再将经过混合的多孔导油层原料置于压电陶瓷片坯体上表面并成型，得到具有多孔导油层的压电陶瓷片坯体；
步骤D3，将具有多孔导油层的压电陶瓷片坯体烧结；
步骤E3，在压电陶瓷片上表面上除多孔导油层以外的位置设置上电极层，在压电陶瓷片下表面设置下电极层；
步骤F3，极化压电陶瓷片。
进一步地，在步骤步骤F3之后还包括：
步骤G3，在上电极层上表面设置釉层。
基于同一个发明构思，本发明还提供了一种超声波电子烟，包括油仓，其特点是还包括所述超声波雾化片，油仓通过多孔导油层与压电振子上表面连通。
与现有技术相比，本发明将将多孔导油层和压电振子设计为一体式结构，表层的多孔导油层能够储油和导油，底层的压电振子能够产生高频振动。本发明提供集多孔导油层和压电振子两种功能效果为一体的一体件，利用本发明，可以避免单独装配多孔导油层，从而避免装配时的不一致性，保证雾化效果和抽吸体验，操作简单方便，省时省力。
附图说明
图1为本发明超声波雾化片一实施例正视图。
图2为图1的放大图。
图3为图1的立体图。
图4为图3的爆炸图。
图5为多孔导油层横截面结构示意图。
图6为喷砂面与压电振子之间的位置关系图。
图7为高温胶水均布图。
图8为压合示意图。
图9为烘干工艺温度曲线图。
图10为上电极层和釉层与压电陶瓷片之间的位置关系图。
其中，1为压电振子，101为上电极层，102为压电陶瓷片，103为下电极层，104为釉层，105为喷砂面，2为多孔导油层，3为粘连层。
具体实施方式
如图1至图4所示，超声波雾化片的实施例一包括压电振子1，压电振子1的上表面固设有多孔导油层2。其中多孔导油层2通过粘连层3固设于压电振子1上表面。
所述压电振子1包括由上而下依次设置的釉层104、上电极层101、压电陶瓷片102、下电极层103。通过驱动控制电路产生与压电振子1谐振频率一致的驱动电压并施加在压电振子1上，压电振子1便会产生高频谐振，从而将液态烟油打散雾化，产生烟雾。
图5中示出多孔导油层2横截面的多种结构，多孔导油层2上的通孔排布规则，其用于储油和导油。
另外，多孔导油层2的材质必须是亲油性基质，这样多孔导油层2才能对烟油有良好的吸附性，才能实现快速吸油和导油。通常，我们以润湿角来定义多孔导油层2对烟油的润湿能力。润湿是固液界面上的重要行为，润湿角与材料性质有密切关系。根据润湿程度不同可分为附着润湿、铺展润湿和浸渍润湿3种。用在超声波电子烟上的多孔导油层2导油介质，需要达到浸渍润湿的程度，同时浸渍润湿的时间越短越好，即多孔导油层2能在较短的时间内完成自身吸附烟油，导烟油的过程。
釉层104上表面设有喷砂面105，保证压电振子1与多孔导油层2之间具有良好的附着强度。
在超声波雾化片的实施例二中，多孔导油层2与压电振子1一体成型。实施例二与实施例一的形成工艺不同，实施例二结构与实施例一相比，没有粘连层3。在附图中未示出实施例二的结构，但并不影响本领域的技术人员对本发明的理解和实现。
本发明还提供了一种超声波电子烟，包括油仓，还包括所述的超声波雾化片，油仓通过多孔导油层2与压电振子1上表面连通。
下面给出超声波雾化片的几种制作工艺。
在第一种方式中，采用压合方式将压电振子1和多孔导油层2固设在一起。实施方式一中的超声波雾化片制作工艺如下：
步骤A1，制作压电振子1
步骤A11，配料
配方的计算：选定制作压电陶瓷片102的配方后，需要根据该配方称取各种制作压电陶瓷片102的原料，这就要进行必要的计算；超声波压电陶瓷片102常用如下配方：Pb(ZrTi)O3、PbLa(ZrTi)O3、PbTiO3-PbZrO3-Pb(MgNb)O3、PbTiO3-PbZrO3-Pb(ZnNb)、PbTiO3-PbZrO3-Pb(CoNb)O3、PbTiO3-PbZrO3-Pb(MnNb)O3、PbTiO3-PbZrO3-Pb(SbNb)O3、PbTiO3-PbZrO3-Pb(MnSb)O3、PbTiO3-PbZrO3-Pb(MnW)O3、PbTiO3-PbZrO3-Pb(CdW)O3、PbTiO3-PbZrO3-Pb(NiNb)O3、PbTiO3-PbZrO3-Pb(SnNi)O3、PbTiO3-PbZrO3-Pb(FeSn)O3，以及无铅压电配方，如BaTiO3、(SrBa)5Nb10O30、(LiNa)NbO3、Bi4SrTi4O15、Ba4Na2Nb10O30等，常常需要根据具体的应用场景和经验来确定配方。
下面以压电陶瓷片102的常用配方为例说明配方的计算方法：
选用的配方为：Pb0.92Mg0.04Sr0.025Ba0.015(Zr0.46Ti0.54)O3+0.5(重量)％CeO2+0.2(重量)％MnO2+0.7(重量)％Pb3O4
采用的原料为：红色氧化铅，含Pb3O498.0％；氧化镁，含MgO98.0％；碳酸锶，含SrCO397.0％；碳酸钡，含BaCO398.0％；氧化锆，含ZrO299.5％；氧化钛，含TiO2 99.0％；氧化铈，含CeO299.5％；氧化锰，含MnO285.0％，一共配料500克，计算步骤如下：
(1)计算Pb0.92Mg0.04Sr0.025Ba0.015(Zr0.46Ti0.54)O3的分子量
分子式Pb0.92Mg0.04Sr0.025Ba0.015(Zr0.46Ti0.54)O3可以改写为(PbO)0.92˙(MgO)0.04(SrO)0.025(BaO)0.015(ZrO2)0.46(TiO2)0.54。由此可以看出，Pb0.92Mg0.04Sr0.025Ba0.015(Zr0.46Ti0.54)O3的分子量为0.92倍PbO的分子量、0.04倍MgO的分子量、0.025倍SrO的分子量、0.015倍BaO的分子量、0.46倍ZrO2的分子量和0.54倍TiO2的分子量之和，其中：
0.92倍PbO的分子量＝0.92×223.19＝205.33
0.04倍MgO的分子量＝0.04×40.31＝1.612
0.025倍SrO的分子量＝0.025×103.62＝2.5905
0.015倍BaO的分子量＝0.015×153.34＝2.3001
0.46倍ZrO2的分子量＝0.46×123.22＝56.681
0.54倍TiO2的分子量＝0.54×79.90＝43.15
因而，Pb0.92Mg0.04Sr0.025Ba0.015(Zr0.46Ti0.54)O3的分子量＝205.33+1.612+2.5905+2.3001+56.681+43.15＝311.66
(2)计算各原料所占的重量百分比
PbO所占的重量百分比为205.33/311.66＝65.883％
MgO所占的重量百分比为1.612/311.66＝0.5172％
SrO所占的重量百分比为2.5905/311.66＝0.83119％
BaO所占的重量百分比为2.3001/311.66＝0.73802％
ZrO2所占的重量百分比为56.681/311.66＝18.187％
TiO2所占的重量百分比为43.15/311.66＝13.85％
实际用的不是PbO，而是Pb3O4，因此要把PbO的数量折算成Pb3O4的数量。根据Pb的摩尔量相同原则，应取Pb3O4的重量百分比为：65.883％×(207.2/223.3)×(685.6/621.6)＝67.457％。
将SrO的数量折算成SrCO3的数量，根据Sr的摩尔量相同原则，应取SrCO3重量百分比为：
0.8312％×(87.62/103.62)×(147.63/87.62)＝1.1842％。
将BaO的数量折算成BaCO3的数量，根据Ba的摩尔量相同原则，应取BaCO3的重量百分比为：
0.7380％×(137.34/153.34)×(197.35/137.34)＝0.94983％。
(3)按原料纯度进行修正计算
以上算得的是各种“纯”料的数量，即纯度为100％的原料的数量。但事实上不可能有100％纯度的原料，因此，还要按原料实际纯度进行修正，修正的方法是，将上面算得的各种原料的数量分别除以该原料的实际含量。
红色氧化铅Pb3O4的纯度为98.0％，所以它的重量百分比为(67.457％+0.7％)/98.0％＝69.55％，式中，0.7％是为了弥补烧结过程中PbO的挥发而附加的Pb3O4。
同理，氧化镁的纯度为98.0％，所以它的重量百分比为0.5172％/98.0％＝0.5278％。
碳酸锶的重量百分比为1.1842/97.0％＝1.221％
碳酸钡的重量百分比为0.94983％/98.0％＝0.9692％
氧化锆的重量百分比为18.187/99.5％＝18.28％
氧化钛的重量百分比为13.85％/99.0％＝13.99％
氧化铈的重量百分比为0.5％/99.5％＝0.5025％
氧化锰的重量百分比为0.2％/85.0％＝0.2353％
(4)计算每种原料所需的重量
将上面算得的各种原料的重量百分数乘以500克，即得制作压电陶瓷片102的每种原料所需的重量：
m(Pb3O4)＝500克×69.55％＝347.75克
m(MgO)＝500克×0.5278％＝2.693克
m(SrO)＝500克×1.221％＝6.105克
m(BaO)＝500克×0.9692％＝4.846克
m(ZrO2)＝500克×18.28％＝91.40克
m(TiO2)＝500克×13.99％＝69.95克
m(CeO2)＝500克×0.5025％＝2.513克
m(MnO2)＝500克×0.2353％＝1.177克
根据计算结果，即可进行称料。
步骤A12，压电陶瓷片102原料的选择和预处理
原料是制造压电陶瓷片102的基础，因此，压电陶瓷片102原料的选择和处理是一个很重要的问题，一般来说，需要经过以下几个工艺：
(1)水洗：水洗是为了去掉原料中一些可溶性杂质，是将原料放于蒸馏水中，每天换水一次并搅拌数次，直到用试纸检查呈中性为止，洗后烘干；
(2)煅烧：通过煅烧，可使一些挥发性杂质挥发掉，可在1000℃下保温1小时；
(3)粉碎：为了保证原料颗粒细小，同时为了使生成压电陶瓷片102的化学反应顺利进行，要求原料颗粒较细，一般不要超过2μm，通常需要对原料进行研磨，球磨机研磨2-5小时即可；
(4)烘干：烘干是为了排除水分，以保证称料的准确性。将原料放置于烘箱中，加热至100-200℃，烘烤2-3小时，直到水分已经烘干为止。对于比较容易吸潮的原料和用量较大的原料更要注意烘干。
步骤A13，压电陶瓷片102原料的混合和粉碎
原料预处理后，需混合均匀，以利于预烧时各原料间充分进行反应。预烧后，还需将料块粉碎，粉碎的目的主要是使经过反应原料达到一定的细度，为成型和烧成创造有利条件。在生产中，主要还是采用球磨机球磨，球磨机的转速适当时，粉碎效率最高，最佳转速≈32/Ф1/2(转/分)，Ф代表球磨罐的内径(米)。
球、料、水的总量也需适当。装得太满，球的运动困难；装得太少，球磨效率降低。我们把球、料、水的总体积占磨罐体积的百分数叫做装填系数，实验表明，较合适的装填系数约为0.4-0.6。
球的数量太少，撞击和研磨的次数都少，效率低。但也不能太多，太多了要影响球与球之间的撞击，不能充分发挥击碎作用，一般来说，球的体积约占球、料、水总体积的30-40％。
水太少，使浆料太稠，则球受到的粘结力太大，而且料的流动性不好，造成球磨作用下降，水太多，使浆料太稀，则球与球直接撞击的机会多，料被击碎的机会少，而且球的磨损太大，混入料中的铁杂质也增多，另外，水太多还有一个缺点，即出罐后烘干较慢，料粉易出现分层，造成化学成分不均匀。一般取球：料：水的重量比为2：1：0.6。
振动球磨也是一种常用的粉碎工具，振动球磨机的振动频率为1500-3000次/分，振动球磨的装填系数为0.7-0.8，钢球与料之比约为(4-5):1。
步骤A14，预烧
生成压电陶瓷的过程是化学反应进行的过程，这种化学反应不是在熔融状态下进行的，而是在比熔点更低的温度下进行的，是通过各原子或离子之间的扩散来完成的。
预烧前，先将混合好的原料，以0.8-1吨/厘米2左右的压强干压成块。对于锆钛酸铅压电陶瓷，通常选择在650℃左右保温1-2小时，到850℃左右保温2小时。
步骤A15，成型与排塑
压电陶瓷成型方法主要有三种：轧膜成型、干压成型和静水压成型，干压成型是最为常用的成型方法之一，特别是对于较厚的压电振子1或圆柱体，干压是最优成型方式。
干压成型前，先造粒，即在料粉中加入占料重5％左右的粘合剂，搅拌均匀，将上述混合好的粉料以1吨/厘米2左右的压强进行预压，然后再研碎预压块并过50目粗筛，将这些粗的颗粒作为干压原料，造粒的作用是使粘合剂更加均匀，成型样品的密度更加均匀，同时由于颗粒本身已经压紧，压料中空气较少，并较易排出，因此有利于成型和致密。
造粒后，利用油压机和模具成型。成型压强对烧成后产品的密度有很大关系，成型压强太小，密度也小；成型压强太大，对提高密度作用不大，反而产品还容易出现裂缝和分层，一般成型压强为1.5-2吨/厘米2。
成型时可以用单向加压，也可以用双向加压，相对而言，双向加压的样品密度不均匀性比较小，由于压电陶瓷片102比较厚，最好采用双向加压法，并在烧成后再将上下两端磨去，则密度更均匀。
排塑是将粘合剂排出的过程。排塑时，是将样品放在有槽的底板上，样品之间撒以少量的氧化锆粉，升温速度要慢，500℃以前应低于100℃/小时，以保证粘合剂和水分缓慢挥发，特别在100℃左右，最好保温一段时间，因为此时水分大量挥发，极易造成变形或开裂。温度升到500℃，粘合剂已排除完毕，但为了提高排塑后样品的强度，需再升温到850℃保温一小时。
步骤A16，烧成
烧成就是将经预烧成型的粉末块在加热到足够高的温度以后发生体积收缩、密度提高和强度增加的现象。实现烧成过程的机制则是组成该物质的原子或离子的扩散运动。
烧成时升温速度一般为300℃/h左右，尺寸小的样品升温速度可以快些，尺寸大的样品升温速度要适当降低，烧成温度在1200-1300℃间，保温时间为30-60分钟，尺寸大的样品保温时间应长一些，尺寸小的样品保温时间可短一些。保温以后，停电，自然冷却。
步骤A17，上电极
上电极就是在压电陶瓷片102表面设置一层金属薄膜，形成上电极层101和下电极层103。可作金属薄膜的材料很多，如银、铜、金、镍等。在压电陶瓷片102表面设置金属薄膜的方法也有多种，如烧渗银层、真空蒸镀、化学沉银和化学沉铜等。
烧渗银层法是最常用的方法，其中丝网印刷和喷银相对效率较高。经过加工的压电陶瓷片102表面往往附着一层油污，上电极之前一定要仔细清洗，清洗可以在超声波清洗机中进行，先用肥皂水，再用清水，最后用酒精，洗后烘干。
将喷银后的压电陶瓷片102放到烘箱中烘干，烘干温度在130℃左右，烧银是使银浆中的氧化银还原成银，并使银在较高温度时渗入压电陶瓷片102表面，形成紧密的结合。烧银温度为750℃，在此温度保温时间一般为10-20分钟。
步骤A18，极化
所谓极化，就是在压电陶瓷片102上加一个强直流电场，使压电陶瓷片102中的电畴沿电场方向取向排列。只有经过极化工序处理的压电陶瓷片102，才能显示压电效应。要使压电陶瓷片102得到完善的极化，充分发挥其压电性能，就必须合理地选择极化条件，即极化电场、极化温度和极化时间。
(1)极化电场
只有在极化电场作用下，电畴才能沿电场方向取向排列，所以极化电场是极化的主要因素。极化电场越高，促使电畴取向排列的使用越大，极化就越完善。极化电场与配方、厚度息息相关，通常选取1-10千伏/毫米的极化电场。
(2)极化温度
在极化电场和极化时间一定的条件下，极化温度高时，电畴取向排列较易，极化效果较好。选择极化温度时，都是以温度高一些为好，因为提高极化温度可以缩短极化时间，提高生产效率。一般锆钛酸铅都选在100-150℃的温度下极化。
(3)极化时间
极化时间长，电畴取向排列的程度高，极化效果较好。目前采用的极化时间从几分钟到90分钟。
对于不同的材料，适宜的极化时间可以相差很大。极化时间与极化电场、极化温度有关。
步骤A19，上釉
为使烧成的压电振子1表面有良好的光洁度，通常会在压电振子1表面上釉，釉层104是通过丝网印刷而成，釉层104厚度为10-20μm，然后在800-1000℃下烧结30-60min，随炉冷却。
步骤A110，测试
经过上述8个工艺流程，一批完整的具有压电特性的压电振子1就生产出来了。对压电振子1的性能进行测试，给出材料的某些参数的具体数值。
步骤B1，制作多孔导油层2
本发明中的多孔导油层2材质以多孔陶瓷为例，多孔陶瓷作为一种新的导油介质，具有优良的均匀透过性、耐高温、稳定、抗腐蚀和比表面积大等独特性能，日益成为电子烟的新宠。制备多孔陶瓷的技术有：溶胶-凝胶工艺、发泡工艺、添加造孔剂、有机泡沫浸渍工艺等。本发明涉及到的是一种具有通孔、规则孔的多孔陶瓷，在诸多工艺中，添加造孔剂的技术是相对成熟的。制作多孔导油层2的具体工艺如下：
步骤B11，配料
氧化铝：1-15％；
二氧化硅：0.5-10％；
碳化硅：5-45％；
氧化镁：0.1-10％；
硅藻土(可替代氧化铝)：1-20％；
造孔剂：10-40％；
粘结剂：1％-5％，如淀粉、石蜡、羧甲基纤维素、聚乙烯醇等；
增塑剂：1-5％，如粘性土、木节土、球土等。
为了增加多孔导油层2对烟油的吸附能力，即达到浸渍润湿，我们可以用多一点的硅藻土代替氧化铝，硅藻土的化学成分主要是SiO2，含有少量的Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO等和有机质，其本身在微观下是多孔结构，比表面积在40-70m2/g，因而这样的结构特性更易于吸附、传导烟油。
步骤B12，多孔导油层2原料的选择和预处理
原料是多孔导油层2的基础，因此，多孔导油层2原料的选择和处理是一个很重要的问题，一般来说，需要经过以下几个工艺：
(1)水洗：水洗是为了去掉原料中一些可溶性杂质，是将原料放于蒸馏水中，每天换水一次并搅拌数次，直到用试纸检查呈中性为止，洗后烘干；
(2)煅烧：通过煅烧，可使一些挥发性杂质挥发掉，可在1000℃保温1小时；
(3)粉碎：为了保证原料颗粒细小，同时为了使生成多孔导油层2的化学反应顺利进行，要求原料颗粒较细，一般不要超过2μm，通常需要对原料进行研磨，球磨机研磨2-5小时即可；
(4)烘干：烘干是为了排除水分，以保证称料的准确性。将原料放置于烘箱中，加热至100-200℃，烘烤2-3小时，直到水分已经烘干为止。对于比较容易吸潮的原料和用量较大的原料更要注意烘干。
步骤B13，多孔导油层2原料的混合
将上述多孔导油层2的原料按配比称量好，放入混料机中混合均匀，备用。
混料一般是用滚动球磨机或振动球磨机进行的。球磨机的转速适当时，粉碎效率最高，最佳转速≈32/Ф1/2(转/分)，Ф代表球磨罐的内径(米)。
球、料、水的总量也需适当。装得太满，球的运动困难；装得太少，球磨效率降低。我们把球、料、水的总体积占磨罐体积的百分数叫做装填系数，实验表明，较合适的装填系数约为0.4-0.6。
球的数量太少，撞击和研磨的次数都少，效率低。但也不能太多，太多了要影响球与球之间的撞击，不能充分发挥击碎作用，一般来说，球的体积约占球、料、水总体积的30-40％。
水太少，使浆料太稠，则球受到的粘结力太大，而且料的流动性不好，造成球磨作用下降，水太多，使浆料太稀，则球与球直接撞击的机会多，料被击碎的机会少，而且球的磨损太大，混入料中的铁杂质也增多，另外，水太多还有一个缺点，即出罐后烘干较慢，料粉易出现分层，造成化学成分不均匀。一般取球：料：水的重量比为2：1：0.6。
振动球磨也是一种常用的粉碎工具，振动球磨机的振动频率为1500-3000次/分，振动球磨的装填系数为0.7-0.8，钢球与料之比约为(4-5):1。
步骤B14，成型
将上述混合的多孔陶瓷原料放入压制成型机中，采用模具压制成坯体。
若要制成具有通孔或规则孔的微孔陶瓷，可以选用规则的碳纤维、管状有机高分子纤维、规则的木头纤维等为造孔剂，通过压制成型形成坯体。
压力条件为390KG/厘米2，10分钟。
步骤B15，烧成
将步骤B14成型的坯体置于炉中，按烧成温度曲线烧结。烧结温度为900-1350℃。
这样，具有通孔、规则孔的微孔陶瓷成型了，孔隙率为30％-75％，孔径为30-250μm。
将经过步骤A1(步骤A11～步骤A110)成型好的压电振子1和经过步骤B1(步骤B11～步骤B15)成型好的多孔导油层2通过以下工艺复合在一起：
步骤C11，喷砂
为保证压电振子1和多孔导油层2良好的附着强度，压电振子1上表层即釉层104需进行喷砂处理，使釉层104表面形成1-10μm细小微孔，同时必须注意喷砂面105只是压电振子1上表层与多孔导油层2紧密接触的面积，而不是将整个釉层104进行喷砂。如图6所示，喷砂面105与粘连层3及粘连层3上的多孔导油层2对应。
喷砂时采用W40的金钢砂和刚玉，由于釉层104厚度约为20μm，比较簿，因而喷砂时间可以为0.5-1小时。喷砂结束后用超声波超声处理2h，彻底清洁压电振子1表面的金钢砂颗粒，然后置于烘箱150℃烘干2小时。
步骤C12，在压电振子1上表面设置粘连层3
本实施方式中，利用丝网印刷高温胶的方式形成粘连层3。
为了保证压电振子1上表层高温胶厚度的一致性，采用丝网印刷高温胶。高温胶水厚度控制在10-20μm。此工艺的关键点是丝网上的菲林图像，由于多孔导油层2首要的作用是导油，为了避免高温胶堵住多孔导油层2的通孔而导致烟油无法与压电振子1上表层接触，进而影响烟油的雾化效果，因此菲林图像应与多孔导油层2的多孔结构一致，如图5，菲林的图像即是多孔导油层2的多孔结构。通过这种处理后，高温胶水只能透过菲林图像上的孔壁才能流下去，高温胶水不会印刷在菲林图像上的孔上，因而只有孔与孔之间的孔壁才有高温胶，孔是没有高温胶的。这样就能保证孔的畅通，不会阻碍烟油的流动。
多孔导油层2的导油过程是这样的：多孔导油层2先是吸附烟油，即自身吸饱烟油，吸饱烟油的过程即是浸湿的过程。当浸湿后，多孔导油层2才能把继续吸附的烟油导至压电振子1上，而多孔导油层2浸湿时，完全是依靠多孔导油层2本身的亲油性和立体孔来实现的，同时亲油材质和立体孔也决定了浸湿的速度，浸湿的速度越快，说明多孔导油层2传导烟油的速度越快。
如图7所示，高温胶水只是丝印在孔壁上，而且厚度控制在15μm间，所以并不阻碍烟油在孔与孔之间和在纵向孔的传导。
步骤C13，压合
压电振子1表面印刷好高温胶后，利用油压机和模具把多孔导油层2压合在压电振子1上。压合工艺最重要的是注意定位，即压电振子1、粘连层3和多孔导油层2要同心，不能错位。粘连层3上的通孔与多孔导油层2上的通孔一一相对。压合力也是比较关键的，实验表明，压强太大，容易出现裂缝和裂片，压合力太小，工作时容易分层断开，所以一般压合力度是5-50KG/厘米2，压合保持时间为10-30min。
如图8所示，压合时，可以用单向加压，也可以用双向加压。单向加压的样品，压合力施加在多孔导油层2或压电振子1上；双向加压的样品，即是压电振子1和多孔导油层2同时加压。最好用双向加压法，这样压电振子1和多孔导油层2受力能更加均匀，避免在压合时让器件出现裂缝和裂纹，而且在压合时，高温胶粘同时也在流动，能使粘连层3更加均匀，粘合力度更大。
步骤C14，烘干
压合好的一体件置于烘箱中烘干，温度为60-150℃，时间为60-120min。温度曲线设置如图9所示，室温升到60℃需要60min，60℃保温30min，然后随炉冷却。整个烘干过程温度尽量温和，防止温度骤升，影响压合效果。
经过上述步骤后，压电振子1和多孔导油层2就成一体件了。装配时直接装好，不需要装了压电振子1又装导油件。
在第二种方式中，采用等静压成型法将压电振子1和多孔导油层2固设在一起。实施方式二中的超声波雾化片制作工艺如下：
步骤A1，按照实施方式一中的步骤A11～步骤A110制作成型压电振子1。随后，为保证压电振子1和多孔陶瓷良好的附着强度，压电振子1上表面层即釉层104需进行喷砂处理，使釉层104表面形成1-10μm细小微孔，同时必须注意喷砂面105只是压电振子1上表面与多孔导油层2紧密接触的面积，而不是将整个釉层104进行喷砂，如图6。
喷砂时采用W40的金钢砂和刚玉，由于釉层104厚度约为20μm，比较簿，因而喷砂时间可以为0.5-1小时。喷砂结束后用超声波超声2h,彻底清洁表面的金钢砂颗粒，然后于烘箱150℃烘干2小时。
步骤B2，制作多孔导油层2坯体：按照实施方式一中的步骤B11～步骤B14制作多孔陶瓷坯体(未烧成)。
步骤C2，将多孔导油层2坯体通过热压叠层或等静压叠层工艺复合至压电振子1上表面。
(1)热压叠层
由于多孔导油层2坯体是生坯，尚未烧成，因而质地软，含水量较高，因而通过热压叠层后，复合得更加牢靠。
①热压叠层采用油压机和模具完成。
②多孔导油层2厚度是0.2-0.4mm，直径是4-12mm(根据压电振子1直径来选择匹配)，因而多孔导油层2是一个径厚比很大的结构件，这样有利于热压叠层时的力度选择，也不容易变形；由于多孔导油层2是坯体，因而力度适合小一些，力度宜选择1-5KG/厘米2。
③在热压时，由于厚度方向会有收缩，因而在成型多孔导油层2时，厚度方向应设计20％-30％的余量，热压叠层温度为100-150℃，叠层保持时间为10-30min。
④热压叠层时，是双向加压叠层，双向加压叠层力度会均匀一些，对坯体的变形量也少点。
(2)等静压叠层
由于多孔导油层2坯体是生坯，尚未烧成，因而质地软，含水量较高，因而在复合时最容易发生变形，复合时如果生坯每个面受力均匀的话，变形量可以最小。此时，等静压叠层是最合适的工艺选择。
等静压是利用各方向压强相等的原理，使样品均匀受压。以油或水作为加压介质，调节压强大小，一般在1-5KG/厘米2左右，这样压制的样品均匀致密，完全不用粘合剂。
步骤D2，热压叠层或等静压叠层后，将复合形成的一体件烧成。烧成工艺与步骤B15相同。
在第三种方式中，采用一体成型法将压电振子1和多孔导油层2固设在一起。实施方式三中的超声波雾化片制作工艺如下：
步骤A3，选定制作压电陶瓷片102的配方，根据该配方称取制作压电陶瓷片102的原料；对压电陶瓷片102的原料依次执行预处理、混合和预烧工序。本步骤同实施方式一中的A11～步骤A14。
步骤B3，选取制作多孔导油层2的原料；对多孔导油层2的原料依次执行预处理和混合工序。本步骤同实施方式一中的B11～步骤B13。
步骤C3，等静压成型与排塑
先将经过预烧的压电陶瓷片102原料置于模具中，进行等静压成型，力度为1-1.5吨/厘米2，形成压电陶瓷片102坯体。等静压的力度很大，成型的坯体会非常致密。
再将经过混合的多孔导油层2原料置于压电陶瓷片102坯体上表面，再进行等静压压制并成型，得到具有多孔导油层2的压电陶瓷片102坯体。
排塑工艺如实施方式一中的步骤A15。
步骤D3，将具有多孔导油层2的压电陶瓷片102坯体烧结。
实施方式三中，是对具备多孔导油层2的压电振子1坯体烧成，由于多孔导油层2和压电振子1烧结温度接近，可以一起烧结。
对于压电振子1坯体而言，烧成就是将经预烧成型的粉末块在加热到足够高的温度以后发生体积收缩、密度提高和强度增加的现象。实现烧成过程的机制则是组成该物质的原子或离子的扩散运动。
对于多孔导油层2而言，烧成是形成多孔的关键。
烧成时，升温速度一般为300℃/h左右，尺寸小的样品升温速度可以快些，尺寸大的样品升温速度要适当降低，烧成温度在1200-1300℃间，保温时间为30-60分钟，尺寸大的样品保温时间应长一些，尺寸小的样品保温时间可短一些。保温以后，停电，随炉冷却。
步骤E3，上电极
上电极就是在压电振子1上下表面设置一层金属薄膜。烧渗银层法是最常用的方法，其中丝网印刷和喷银相对效率较高。经过加工的压电陶瓷片102表面往往附着一层油污，上电极之前一定要仔细清洗，清洗可以在超声波清洗机中进行，先用肥皂水，再用清水，最后用酒精，洗后烘干。
喷银后的压电陶瓷片102，放到烘箱中烘干，烘干温度在130℃左右，烧银是使银浆中的氧化银还原成银，并使银在较高温度时渗入瓷件表面，形成紧密的结合。烧银温度为750℃，在最温度保温时间一般为10-20分钟。
需要注意的是，如图10所示，在实施方式三中，上电极层101和釉层104的面积与实施方式一有所不同的，由于多孔导油层2已经和压电振子1等静压复合在一起了，因而上电极层101和釉层104的表面是除了多孔导油层2以外的表面积。
步骤F3，极化压电陶瓷片102。
所谓极化，就是在压电振子1上加一个强直流电场，使电畴沿电场方向取向排列。只有经过极化工序处理的陶瓷，才能显示压电效应。要使压电陶瓷片102得到完善的极化，充分发挥其压电性能，就必须合理地选择极化条件，即极化电场、极化温度和极化时间。极化工艺如实施方式一中的步骤A18所述。
步骤G3，在上电极层101上表面设置釉层104。
为使烧成的压电振子1表面有良好的光洁度，通常会在压电振子1表面上釉，釉层104是通过丝网印刷而成，釉层104厚度为10-20μm，然后在800-1000℃下烧结30-60min，随炉冷却。
步骤H3，经过上述工艺流程后，对压电振子1的性能进行测试，给出材料的某些参数的具体数值。
经过实施方式三中这种工艺成型的具有通孔、规则孔的压电振子1，工艺流程缩短了，最大的优势在于压电振子1与多孔导油层2是在粉体时通过等静压复合在一起的，而且压电振子1与多孔导油层2会有相互嵌入相互融合的复合层，这样可以确保最大的复合力度。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是局限性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种超声波雾化片，包括压电振子(1)，其特征在于，压电振子(1)的上表面固设有多孔导油层(2)。
2.如权利要求1所述的超声波雾化片，其特征在于，多孔导油层(2)上的通孔排布规则。
3.如权利要求1所述的超声波雾化片，其特征在于，多孔导油层(2)通过粘连层(3)固设于压电振子(1)上表面。
4.如权利要求1所述的超声波雾化片，其特征在于，多孔导油层(2)与压电振子(1)一体成型。
5.如权利要求1至4任一项所述的超声波雾化片，其特征在于，所述压电振子(1)包括由上而下依次设置的上电极层(101)、压电陶瓷片(102)、下电极层(103)。
6.如权利要求5所述的超声波雾化片，其特征在于，所述上电极层(101)上表面还设有釉层(104)。
7.如权利要求3所述的超声波雾化片，其特征在于，釉层(104)上表面设有喷砂面(105)。
8.一种超声波雾化片制作工艺，包括：
步骤A1，制作压电振子(1)；
其特征在于，还包括：
步骤B1，制作多孔导油层(2)；
步骤C1，在压电振子(1)上表面设置粘连层(3)；
步骤D1，对位多孔导油层(2)和压电振子(1)上的粘连层(3)，将多孔导油层(2)压合在压电振子(1)上；其中，粘连层(3)上的通孔与多孔导油层(2)上的通孔一一相对；
步骤E1，将压合形成的一体件烘干后冷却。
9.如权利要求8所述的超声波雾化片制作工艺，其特征在于，所述步骤C1中，在设置粘连层(3)之前，还包括对压电振子(1)上表面与粘连层(3)相对应的位置进行喷砂处理。
10.如权利要求8所述的超声波雾化片制作工艺，其特征在于，所述步骤C1中，利用丝网印刷高温胶的方式形成粘连层(3)，其中，丝网上的菲林图像与多孔导油层(2)的多孔结构一致。
11.一种超声波雾化片制作工艺，包括：
步骤A1，制作压电振子(1)；
其特征在于，还包括：
步骤B2，制作多孔导油层(2)坯体；
步骤C2，将多孔导油层(2)坯体通过热压叠层或等静压叠层工艺复合至压电振子(1)上表面；
步骤D2，将复合形成的一体件烧结。
12.如权利要求11所述的超声波雾化片制作工艺，其特征在于，所述步骤A1中，还包括对压电振子(1)上表面与多孔导油层(2)相对应的位置进行喷砂处理。
13.一种超声波雾化片制作工艺，包括：
步骤A3，选定制作压电陶瓷片(102)的配方，根据该配方称取制作压电陶瓷片(102)的原料；对压电陶瓷片(102)的原料依次执行预处理、混合和预烧工序；
其特征在于，还包括：
步骤B3，选取制作多孔导油层(2)的原料；对多孔导油层(2)的原料依次执行预处理和混合工序；
步骤C3，将经过预烧的压电陶瓷片(102)原料置于模具中成型，形成压电陶瓷片(102)坯体；再将经过混合的多孔导油层(2)原料置于压电陶瓷片(102)坯体上表面并成型，得到具有多孔导油层(2)的压电陶瓷片(102)坯体；
步骤D3，将具有多孔导油层(2)的压电陶瓷片(102)坯体烧结；
步骤E3，在压电陶瓷片(102)上表面上除多孔导油层(2)以外的位置设置上电极层(101)，在压电陶瓷片(102)下表面设置下电极层(103)；
步骤F3，极化压电陶瓷片(102)。
14.如权利要求13所述的超声波雾化片制作工艺，其特征在于，在步骤步骤F3之后还包括：
步骤G3，在上电极层(101)上表面设置釉层(104)。
15.一种超声波电子烟，包括油仓，其特征在于，还包括如权利要求1至7任一项所述的超声波雾化片，油仓通过多孔导油层(2)与压电振子(1)上表面连通。
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