本發(fā)明涉及陶瓷金屬化，具體為一種壓電陶瓷表面金屬化方法。

背景技術(shù)：

1、隨著電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展，壓電陶瓷頻率器件已在音視頻、通訊、電腦周邊設(shè)備等領(lǐng)域大量應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，以壓電陶瓷制成的濾波器和諧振器，是民用電子產(chǎn)品中用量最大的兩類壓電產(chǎn)品。壓電陶瓷頻率器件是在壓電陶瓷基片上進(jìn)行表面金屬化處理，再經(jīng)過極化等多道工序制成的。其中，壓電陶瓷基片的表面金屬化，即在基片表面制備金屬電極層，是壓電陶瓷頻率器件生產(chǎn)中的一個(gè)關(guān)鍵工序，金屬電極層的質(zhì)量將直接影響到器件的電性能、使用穩(wěn)定性、使用壽命以及加工制造過程中的合格率等指標(biāo)。

2、目前，壓電陶瓷表面金屬化處理的工藝是以絲網(wǎng)印刷法或真空鍍膜法。絲網(wǎng)印刷法是直接將銀電極漿料通過絲印方式印制在壓電陶瓷基片表面，再經(jīng)過烘干、燒銀等工序制備成金屬化層。真空鍍膜法是將所需的金屬塊放置在真空鍍膜機(jī)的匣缽內(nèi)，以通電加熱匣缽的方式使金屬受熱熔化進(jìn)而蒸發(fā)，在接觸到壓電陶瓷基片后在基片表面沉積形成金屬化層這樣一個(gè)物理過程。但是由于壓電陶瓷與金屬的性質(zhì)差異，所以絲網(wǎng)印刷法或真空鍍膜法都有一定的缺陷，所制備金屬化層的牢固度較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、發(fā)明目的：針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種壓電陶瓷表面金屬化方法。

2、所采用的技術(shù)方案如下：

3、一種壓電陶瓷表面金屬化方法，具體如下：

4、s1：制備壓電陶瓷坯體；

5、s2：制備含鐵氧體的流延漿料，流延漿料通過流延機(jī)得到流延片材，將流延片材與壓電陶瓷坯體疊層等靜壓后得到素坯；

6、s3：將素坯先一段升溫脫脂后，再二段升溫至950-1050℃燒結(jié)1-5h得到復(fù)合陶瓷片；

7、s4：最后通過磁控濺射的方式在復(fù)合陶瓷片表面形成鎳銅合金層和銀層即可；

8、所述鐵氧體的結(jié)構(gòu)式為mfe2o4；

9、其中m為cu、zn、ni、co中的任意一種；

10、以重量份數(shù)計(jì)，所述流延漿料包括以下組成成分：

11、鐵氧體30-50份、聚乙烯醇縮丁醛5-10份、聚乙二醇400?1-2份、鄰苯二甲酸丁芐酯1-2份、三油酸甘油酯1-3份、乙醇20-30份、乙酸乙酯20-30份。

12、進(jìn)一步地，所述壓電陶瓷的化學(xué)結(jié)構(gòu)通式如下所示：

13、[(na1/2k1/2)1-xlix][nb1-y(w1/2ce1/2)y]o3-zwt%laalo3-uwt%fe2o3

14、其中，0＜x≤0.1，0＜y≤0.1；

15、1≤z≤5，1≤u≤5。

16、進(jìn)一步地，x=0.03，y=0.05。

17、進(jìn)一步地，z=2，u=1。

18、進(jìn)一步地，一段升溫的速度為1-5℃/min，二段升溫的速度為10-20℃/min。

19、進(jìn)一步地，燒結(jié)在微波環(huán)境下進(jìn)行。

20、進(jìn)一步地，鎳銅合金層中鎳和銅的質(zhì)量比為1-9：1-9。

21、進(jìn)一步地，鎳銅合金層厚度為0.5-1μm，銀層厚度為0.1-0.5μm。

22、本發(fā)明的有益效果：

23、本發(fā)明提供了一種壓電陶瓷表面金屬化方法，在knn陶瓷的a位摻雜li能夠引起晶體結(jié)構(gòu)的變化，通過控制li的摻雜量，使正交相與四方相共存，從而優(yōu)化壓電陶瓷性能，在knn陶瓷的b位摻雜電負(fù)性強(qiáng)于nb5+的(w1/2ce1/2)5+復(fù)合離子，可以保持b位電子守恒狀態(tài)，使陶瓷的晶體結(jié)構(gòu)更致密并產(chǎn)生晶格畸變，對于壓電性能的提升起到了積極作用，laalo3具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，可以與knn陶瓷形成具有準(zhǔn)同型相界的多元固溶體，在準(zhǔn)同型相界組分附近，在外部電場或應(yīng)力的作用下，自發(fā)極化變得更加容易變向，壓電性能會(huì)得到極大的提高，鐵氧體的性質(zhì)介于陶瓷和金屬之間，具有一定的導(dǎo)電性能和獨(dú)特的磁學(xué)、電學(xué)特性，將其作為過渡層，可以有效地促進(jìn)壓電陶瓷與金屬化層材料間的結(jié)合，并有效緩和因兩種材料膨脹系數(shù)相差較大而在界面附近造成的熱應(yīng)力，提高金屬化層與壓電陶瓷間的結(jié)合強(qiáng)度，目前也未見有將鐵氧體作為陶瓷金屬化過渡層的相關(guān)報(bào)道。

技術(shù)特征：

1.一種壓電陶瓷表面金屬化方法，其特征在于，具體如下：

2.如權(quán)利要求1所述的壓電陶瓷表面金屬化方法，其特征在于，所述壓電陶瓷的化學(xué)結(jié)構(gòu)通式如下所示：

3.如權(quán)利要求2所述的壓電陶瓷表面金屬化方法，其特征在于，x=0.03，y=0.05。

4.如權(quán)利要求2所述的壓電陶瓷表面金屬化方法，其特征在于，z=2，u=1。

5.如權(quán)利要求1所述的壓電陶瓷表面金屬化方法，其特征在于，一段升溫的速度為1-5℃/min，二段升溫的速度為10-20℃/min。

6.如權(quán)利要求1所述的壓電陶瓷表面金屬化方法，其特征在于，燒結(jié)在微波環(huán)境下進(jìn)行。

7.如權(quán)利要求1所述的壓電陶瓷表面金屬化方法，其特征在于，鎳銅合金層中鎳和銅的質(zhì)量比為1-9：1-9。

8.如權(quán)利要求1所述的壓電陶瓷表面金屬化方法，其特征在于，鎳銅合金層厚度為0.5-1μm，銀層厚度為0.1-0.5μm。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及陶瓷金屬化技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種壓電陶瓷表面金屬化方法，先制備含鐵氧體的流延漿料，流延漿料通過流延機(jī)得到流延片材，將流延片材與壓電陶瓷坯體疊層等靜壓后得到素坯，將素坯先一段升溫脫脂后，再二段升溫至950?1050℃燒結(jié)1?5h得到復(fù)合陶瓷片，最后通過磁控濺射的方式在復(fù)合陶瓷片表面形成鎳銅合金層和銀層即可，本發(fā)明所制備的壓電陶瓷具有優(yōu)異的壓電性能，而且金屬化層與壓電陶瓷基體間的結(jié)合性能良好。

技術(shù)研發(fā)人員：方豪杰,賀亦文,張曉云,張國秀,方美玲,劉建平,曾雄
受保護(hù)的技術(shù)使用者：湖南省美程陶瓷科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9