壓電陶瓷性能及其切割、研磨、拋光工業
 

　　什么是壓電陶瓷：
 

　　某些材料在機械應力作用下，引起內部正負電荷中心相對位移而發生極化，導致材料兩端表面出現符號相反的束縛電荷的現象，稱為壓電效應。反之，當這類材料在外電場作用下，其內部正負電荷中心移位，又可導致材料發生機械變形，形變的大小與電場強度成正比。具有這種性能的陶瓷稱為壓電陶瓷，它的表面電荷的密度與所受的機械應力成正比。
 

　　壓電陶瓷的原材料：
 

　　作為壓電陶瓷的原材料，在晶體結構上一定是不具有對稱中心的晶體，如氧化鉛、氧化鋯、氧化鈦、碳酸鋇、氧化鈮、氧化鎂、氧化鋅等。常用的壓電陶瓷有鈦酸鋇、鈦酸鉛、鋯鈦酸鉛以及三元系壓電陶瓷。其結構類型有鈣鈦礦型、鎢青銅型、焦綠石型、含鉍層結構等。
 

　　壓電陶瓷的應用：
 

　　壓電陶瓷是新型功能電子材料，隨著材料及工藝的不斷研究和改良，在傳感器、換能器、無損檢測和通訊技術等領域已獲得了廣泛的應用。要實現壓電陶瓷的優異性能，就必須加工具有一定形狀精度和尺寸精度的元件。因此，研究壓電陶瓷的加工技術，特別是精密、超精密加工技術具有重大的應用價值及現實意義。
 

　　壓電陶瓷的切割：
 

　　壓電陶瓷材料雖然具有其他材料*的*性能，但是它也有顯著地缺點——脆性。在外力作用下不發生顯著變形即告破壞，使其很難象普通材料一樣 進行機械加工，且加工成本較一般材料高。所以，在對壓電陶瓷切割時，需要根據樣品的外觀尺寸、切割尺寸及精度要求選擇適當的切割機。
 

　　粘樣。使用加熱平臺、石蠟、石墨將樣品固定在載物板上。對于圓柱狀樣品以側面粘接時，要在兩側加石墨夾立粘貼，以確保切割時樣品的穩固。
 

　　裝卡對刀。無論使用線鋸式或是鋸片式切割機，都需要調整切割刀口的位置。且大部分切割機都可實現切割面良好的垂直度對刀。例如STX-202小型金剛石線切割機可通過360°旋轉平臺及二次裝卡的方法，對樣品進行高度平行和垂直調整。
 

　　調整參數。根據樣品的相關參數，設置切割機的運行參數，以求獲得*切割。
 

　　壓電研磨拋光
 

　　對于需要粘樣的薄片，注意表面的平整度，并將薄片邊緣多余的石蠟清理干凈，以避免與磨料發生交叉污染，影響磨拋效果。同時，為了去除研磨盤上可能附有其他粒度的磨料及雜物，每用一種磨料都先要進行修盤，但更建議每一種粒度的磨料對應一盤，以確保*的磨拋效果。磨料選擇剛玉即可，按W28、W14、W7的順序進行逐步研磨。

 

　　對于壓電陶瓷的拋光多選用聚氨酯拋光墊、合成革拋光墊，配用3μm金剛石懸浮液。注意拋光墊粘貼時要均勻地攤開，以便消除粘合面的氣泡，保證拋光面的平整度。并且在正式拋光使用前，需用清水清洗后進行修墊，避免拋光墊的棱角過于尖銳，損傷拋光面。此外，要想獲得更小的表面粗糙度，可在完成拋光后，更換新的拋光墊，使用1.5μm的金剛石懸浮液繼續拋光。
 

　　此工藝流程不僅適用于壓電陶瓷的切磨拋，通過改變相應的參數設置，可以用于其他陶瓷的切割、研磨、拋光。