1.本发明涉及压电陶瓷技术领域，特别涉及一种改进曲面压电陶瓷元件的制备工艺。
背景技术：
2.压电陶瓷是一种能够将机械能和电能互相转换的信息功能陶瓷材料，除具有压电性以外，还具有介电性、弹性等，已被广泛应用于医学成像、声传感器、声换能器、超声马达、鱼群探测器等。压电陶瓷利用其能够在机械应力的作用下，引起内部正负电荷中心相对位移而发生极化，导致材料两端表面出现符号相反的束缚电荷(压电效应)而制作，具有敏感的特性。压电陶瓷主要用于制作超声换能器、水声换能器、电声换能器、陶瓷滤波器、陶瓷变压器、陶瓷鉴频器、高压发生器、红外探测器、声表面波器件、电光器件、引燃引爆装置和压电陀螺等。
3.目前，有关曲面压电陶瓷元件的制备工艺主要有二种，机械成型法和等静压成型法。机械成型法将陶瓷粉料压制成厚片，然后烧结后进行曲面加工。这种方法由于加工余量较多，烧结不易完全，造成性能不稳定，同时烧成后的压电陶瓷硬度极高，无法用普通刀具直接进行加工，需要用砂轮结合金刚砂进行磨加工，造成在加工曲面时费时费力，还会产生大量的废料废水，环保处理复杂。等静压成型法对模具要求较高，而且成型后的毛坯形变较大，不易控制，同时该方法受加压泄压过程控制，生产周期较长，从而生产效率较低。
技术实现要素：
4.本发明的目的在于提供一种改进曲面压电陶瓷元件的制备工艺，以解决背景技术中的问题。
5.为解决上述技术问题，本发明提供了一种改进曲面压电陶瓷元件的制备工艺，包括：
6.将粉料在模具中压制成型，形成压电陶瓷毛坯；
7.用刀具将压电陶瓷毛坯加工至设计规格；
8.将加工后的陶瓷毛坯进行烧结；
9.将烧结后的陶瓷毛坯去除烧结垫料，并加工直至元件完成。
10.在一种实施方式中，在将粉料在模具中压制成型，形成压电陶瓷毛坯之前，所述改进曲面压电陶瓷元件的制备工艺还包括：
11.根据设计要求，计算原料用量；
12.按照曲面要求设计球面成型模具。
13.在一种实施方式中，所述刀具通过曲面要求和压电陶瓷烧结收缩率计算得到。
14.在一种实施方式中，在用刀具将压电陶瓷毛坯加工至设计规格时，多余原料可以回收利用。
15.在一种实施方式中，在烧结过程中选取相应规格的氧化铝坩埚，减少烧结过程中
毛坯变形量。
16.在本发明提供的一种改进曲面压电陶瓷元件的制备工艺中，首次对压电陶瓷毛坯在烧结前进行加工，从而提高后续生产加工效率。此工艺制备曲面压电陶瓷元件，曲面均匀可控，制备工艺简单易行，适合多种规格曲面压电陶瓷元件制备。
具体实施方式
17.以下结合具体实施例对本发明提出的一种改进曲面压电陶瓷元件的制备工艺作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。
18.本发明提供一种改进曲面压电陶瓷元件的制备工艺，包括以下步骤：
19.(1)根据设计要求，计算原料用量；
20.(2)按照曲面要求设计球面成型模具；
21.(2)根据成型压强要求将粉料压制成型；
22.(3)按照曲面要求和压电陶瓷烧结收缩率计算加工刀具；
23.(4)用刀具将压电陶瓷毛坯加工至设计规格，多余原料可以回收利用；
24.(5)将加工后的陶瓷毛坯进行烧结，烧结过程中选取相应规格的氧化铝坩埚，减少烧结过程中毛坯变形量；
25.(6)将烧结后的陶瓷毛坯去除烧结垫料，并根据最终设计要求进行加工，直至元件加工完成。
26.本发明在压电陶瓷元件成型时先压制成半球面状，然后在烧结前对毛坯进行加工，由于预先将毛坯成型成半球面状，可以节约用料且烧成前的毛坯还处于原料状态，硬度较低，用普通刀具即可进行加工；同时切削后的原料可以回收再使用。一般根据曲面尺寸的不同，可以节约原料20％以上。烧结后的元件只要精加工即可，减少了废料排放，提高曲面加工效率和成品率。本发明的制备方法工艺简单、成型条件易控，成本低廉，适合多种规格曲面压电陶瓷元件的制备。
27.上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。
技术特征：
1.一种改进曲面压电陶瓷元件的制备工艺，其特征在于，包括：将粉料在模具中压制成型，形成压电陶瓷毛坯；用刀具将压电陶瓷毛坯加工至设计规格；将加工后的陶瓷毛坯进行烧结；将烧结后的陶瓷毛坯去除烧结垫料，并加工直至元件完成。2.如权利要求1所述的改进曲面压电陶瓷元件的制备工艺，其特征在于，在将粉料在模具中压制成型，形成压电陶瓷毛坯之前，所述改进曲面压电陶瓷元件的制备工艺还包括：根据设计要求，计算原料用量；按照曲面要求设计球面成型模具。3.如权利要求1所述的改进曲面压电陶瓷元件的制备工艺，其特征在于，所述刀具通过曲面要求和压电陶瓷烧结收缩率计算得到。4.如权利要求1所述的改进曲面压电陶瓷元件的制备工艺，其特征在于，在用刀具将压电陶瓷毛坯加工至设计规格时，多余原料可以回收利用。5.如权利要求1所述的改进曲面压电陶瓷元件的制备工艺，其特征在于，在烧结过程中选取相应规格的氧化铝坩埚，减少烧结过程中毛坯变形量。
技术总结
本发明公开一种改进曲面压电陶瓷元件的制备工艺，属于压电陶瓷领域。将粉料在模具中压制成型，形成压电陶瓷毛坯；用刀具将压电陶瓷毛坯加工至设计规格；将加工后的陶瓷毛坯进行烧结；将烧结后的陶瓷毛坯去除烧结垫料，并加工直至元件完成。本发明预先将毛坯成型成半球面状，可以节约用料；烧成前的毛坯还处于原料状态，硬度较低，用普通刀具即可进行加工；同时切削后的原料可以回收再使用。烧结后的元件只要精加工即可，减少了废料排放，提高曲面加工效率和成品率。工效率和成品率。
技术研发人员：蒋杏兵 潘国平 唐燕民 张炜
受保护的技术使用者：海鹰企业集团有限责任公司
技术研发日：2022.10.28
技术公布日：2023/1/3