Võrreldes metallide või tavapärase keraamikaga on piesoelektrilise keraamika töötlemine oluliselt keerulisem.
Nende kõrge kõvadus, rabedus ning tundlikkus kuumuse ja pinge suhtes tähendab, et vale töötlemine võib kergesti põhjustada: pragusid või mõrasid.
Depolarisatsioon, jõudluse püsiv halvenemine
Peamised kaalutlused piesoelektrilise keraamika töötlemisel
Piesoelektrilise keraamika töötlemisel on kriitilised kolm tegurit:
Vältige termilist šokki
Kontrollige mehaanilist pinget
Säilitage polarisatsiooni olek
Tähtis: Piesoelektriline keraamika toimib ainult pärast polariseerimist.
Kokkupuude kõrgete temperatuuridega (üle Curie temperatuuri, tavaliselt 300–350 kraadi PZT puhul) või tugev mehaaniline mõju võib hävitada polarisatsiooni ja põhjustada pöördumatut riket.
Mis on piesoelektrilise keraamika polarisatsioon?
Polarisatsioon on protsess, mis annab piesoelektrilisele keraamikale nende funktsionaalsed omadused.
See hõlmab tugeva alalisvoolu elektrivälja rakendamist kõrgendatud temperatuuril, joondades sisemised elektrilised domeenid ühtsesse suunda.
Lihtne viis selle mõistmiseks:
Enne polarisatsiooni → domeenid on juhuslikult orienteeritud → puudub piesoelektriline efekt
Pärast polariseerimist → domeenid on joondatud → stabiilne piesoelektriline jõudlus
Kui see on joondatud, jääb enamik domeene oma kohale "lukustatuks", võimaldades materjalil mehaanilist ja elektrienergiat tõhusalt muundada.
Piesoelektrilise keraamika peamised töötlemismeetodid
1. Viilutamine (lõikamine)
Eesmärk:
Lõika paagutatud keraamilised plokid õhukesteks lehtedeks (tavaliselt 0,2–2 mm)
Soovitatavad meetodid:
> Sisemine teemantsaagimine
Kasutab vaigu või metalliga{0}}liimitud teemantterasid
Plussid: madal termiline mõju, stabiilne protsess,{0}}kuluefektiivne
Miinused: toob kaasa mehaanilise pinge, piiratud kuju paindlikkuse
> Laserlõikamine (ainult polariseerimata keraamika jaoks)
Minimeerib mehaanilist kontakti
Plussid: Suur täpsus, paindlik geomeetria, kõrge materjalikasutus
Miinused: kõrgem varustuse hind
2. Puurimine (mikro-aukude töötlemine)
Väljakutse:
Madal purunemiskindlus muudab piesoelektrilise keraamika puurimisel pragude tekkeks.
Soovitatavad meetodid:
> Ultraheli{0}}abiga puurimine
Kõrg-sagedusega vibratsioon (20–40 kHz) + teemanttööriistad
Eelised: väiksem lõikejõud, parem serva kvaliteet, minimaalne pragunemine
> Laserpuurimine (peamiselt polariseerimata keraamika jaoks)
Tavaliselt UV-nanosekundilised või pikosekundilised laserid
Sobib mikro{0}}avade massiividele ja üliväikese läbimõõduga{1}}
⚠️ Puurimine pärast polariseerimist (eriti<50 μm scale) may cause local depolarization.
Kuidas valida:
Valige ultrahelipuurimine, kui:
Ava läbimõõt > 0,2 mm
Deep holes or high aspect ratio (>5)
Ranged nõuded töökindlusele ja servade kvaliteedile
Vältida tuleb termilisi mõjusid
Valige laserpuurimine, kui:
Ava läbimõõt < 0,1 mm
Vaja on suure{0}}tihedusega mikro-avade massiive
Keerulised kujundid või raske positsioneerimine
Vaja on suurt tõhusust ja paindlikkust
3. Kuubikuteks lõikamine (vahvlite singulatsioon)
Eesmärk:
Jagage keraamilised vahvlid väiksemateks funktsionaalseteks üksusteks (nt anduri massiivideks)
Soovitatavad meetodid:
>Varjatud laserkuubikute lõikamine
Laser muudab sisemist kihti → vahvel eraldub paisumise käigus
Eelised: ei lõhene ega prahti, sobib polariseeritud keraamikale
>Teemantkuubikuteks lõikamine + purustamine
Kirjutage-soon ette (~1/3 paksusest), seejärel rakendage kontrollitud jõudu
Täiskasvanud ja kulutõhus{0}}meetod
Kuidas valida õige kuubikuteks lõikamise meetod
Valige teemantkuubikud, kui:
Standardkujud (ruut/ristkülikukujuline)
Paksus > 0,3 mm
Kõrge tundlikkus kuumuse suhtes
Suuremahuline{0}}tootmine kulude kontrolliga
Valige laserkuubikuteks lõikamine, kui:
Keerulised geomeetriad (kõverad, ringid)
Äärmiselt-õhukesed materjalid (<0.2 mm)
Teadus- ja arendustegevus või väike{0}}partiitootmine
Nõutav on kõrge materjalikasutus
Kokkuvõte: PZT-töötluse parimad tavad
Töötle enne polariseerimist, kui võimalik
Minimeerige termilised ja mehaanilised kahjustused
Valige töötlemismeetodid geomeetria, täpsuse ja mahu põhjal
Tasakaalustage kulud, tõhusus ja jõudluse stabiilsus
YCLASERI kohta
Yuchang Laser pakub professionaalseid piesoelektrilise keraamika töötlemise lahendusi, sealhulgas: laserlõikamine, laserpuurimine, täppiskriipsutamine ja kuubikuteks lõikamine, laialdase keraamilise lasertöötluse kogemusega aitame klientidel saavutada suure täpsuse ja usaldusväärse jõudluse.
Võtke meiega ühendust, et arutada oma piesoelektrilise keraamika töötlemise nõudeid.
