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电子集成领域需要大量低压微型开关电源,压电降压变压器作为一种新型电子器件应运而生。本文针对压电陶瓷降压变压器工作特点,采用低温共烧法制备叠层压电陶瓷降压变压器,在寻找材料和工艺的相关规律方面进行了初步的探索。
从低温烧结的目的出发,依据本实验室科研成果,通过对比实验,优选出适合压电陶瓷降压变压器的低温烧结改性PT陶瓷材料,其配方为:Pb0.73Ca0.27TiO3+4mol﹪Bi(Cd1/2Ti1/2)O3+1mol﹪MnO2+0.1wt﹪SiO2,该材料具有低的烧结温度,好的工艺重复性与优良的压电性能。
在制作工艺研究中,对于轧制碱性改性PT陶瓷存在难成型、轧膜时间长以及工效较低的问题,摸索寻求较高效轧膜成型的粘合剂。实验表明,采用PVB粘合剂轧制碱性PT瓷料行之有效。在内电极的选用方面,模拟共烧实验显示了C-1201、C-1220两种内电极浆料与陶瓷在一体化共烧中较为匹配。
通过多层压电陶瓷降压变压器坯片的叠烧一体化实验研究,获得了解决共烧坯片之间开裂分层的工艺条件。其工艺参数为:叠层体为13层20mm×20mm×0.5mm坯片构成,正压力为80克刚玉块重力,烧结温度1020℃,保温时间4小时。此条件下制备出无分层、开裂、翘曲变形且结合良好的独石型压电陶瓷降压变压器样品。该制备工艺方法与条件投入成本低、有效可行,为该器件的批量生产打下了基础,也为其它叠层压电器件等的研究开发提供很好的借鉴作用。