压电器件可用于动态力、加速度、精密位移等基础物理量的精密传感与驱动控制,已经成为航空航天、医疗装备、光学成像等精密工程领域中不可或缺的传感和执行元件。厚度介于微米到几百微米的压电陶瓷厚膜,兼具压电块材和压电薄膜的优点,具有压电性能高、与MEMS兼容强的优点,然而,压电厚膜还存在成型工艺匹配困难、压电性能调控复杂的难点,限制了高性能压电厚膜器件的应用。本文首先提出了曲面压电厚膜电流体喷印制造新方法,建立了压电厚膜五轴运动电流体喷印设备。其次,研究了压电厚膜微结构及曲面压电厚膜结构的电流体关键喷印工艺,发展出了高性能压电厚膜喷印制造策略。最后,设计制造了微型压电厚膜马达定子及曲面厚膜全向冲击传感器新型器件。本文研究内容主要包括如下四个部分:（1）首先,研究了曲面压电厚膜电流体喷印成形机制,研发了压电厚膜五轴运动电流体喷印设备。分析了电射流锥面和尖端的受力情况,研究了曲面衬底及其运动轨迹对稳定电射流的作用机制,建立了电流体喷印静电场仿真模型,探明了喷印距离、角度、路径对喷印场强峰值分布及锥射流形态的影响规律,提出了“微元垂直”的曲面压电厚膜电喷印策略,据此研发了曲面衬底协同运动装置、压电厚膜电喷印装置、微结构视觉定位装置及原位热处理装置,编写了设备控制程序,实现了各功能装置间的协同控制,形成了压电厚膜五轴运动电流体喷印设备,为压电厚膜微结构以及曲面压电厚膜结构的电喷印制造提供了设备基础。（2）其次,研究了压电厚膜微结构及曲面压电厚膜结构的电流体喷印工艺。研发了PZT溶胶与PZT粉末球磨形成的PP复合悬浮液,研究了不同衬底对喷印厚膜微观形貌、物相组成、残余应力和厚膜-基体结合力的影响规律,探究了喷印参数对厚膜微观结构的影响关系,分析了PZT厚膜退火结晶曲线和极化工艺参数对d33的作用关系,形成了材料制备-衬底匹配-喷印参数-结晶极化等系统性优化的高性能压电厚膜喷印制造策略。喷印制造了PZT厚膜线阵列及悬臂梁阵列微结构,最小线宽为70μm,机械品质因数Qm达688,高于压电薄膜Qm值。喷印制造了毫米级直径的半球形曲面压电厚膜结构,有效压电常数d33为131 p C/N,优于丝网印刷PZT厚膜压电性,为微型压电厚膜器件提供了工艺技术。（3）基于压电厚膜微结构电喷印工艺,制造了微型压电厚膜马达定子。分析了环形压电马达弯曲振动行波形成的必要条件及质点椭圆运动机理,据此设计了微型压电厚膜马达定子结构。仿真分析了定子结构参数与模态频率的关系,研究了压电厚膜定子幅频特性及瞬态特性,分析了压电马达接触应力及机械输出特性。采用电喷印工艺直接在弹性体上喷印制造环形PZT厚膜元件形成了微型压电厚膜马达定子,研制了高精度多分区同步极化装置,实现了微型定子一次性同步极化。微型压电厚膜马达定子半径为2.15mm,20 V激励电压可实现120 m N·mm的堵转转矩,较同等尺度薄膜压电定子约提高了3个数量级,满足了狭小空间、低驱动电压、大输出力矩的应用需求。（4）基于曲面压电厚膜电喷印工艺,制造了曲面压电厚膜全向冲击传感器。建立了压电冲击传感器力学模型,探明了传感器关键参数对信号输出的影响作用,设计了半球形曲面压电厚膜全向冲击传感器结构,仿真分析了冲击传感器固有频率与系统振动频率的关系,研究了传感器侧向冲击的变形机理以及电极分区对冲击加速度全向敏感性的影响规律。基于曲面厚膜电喷印工艺,制造了半球形曲面压电厚膜全向冲击传感器,搭建了全向冲击传感器冲击测试装置,表征了冲击传感器在万g加速度范围内冲击电荷灵敏度为1.25 p C/g,0-90°角度范围内冲击输出电荷灵敏度线性度为9.3%,与单轴商用压电加速度计线性度相当,满足了冲击传感器全向敏感性及大响应量程的应用需求。