[发明专利]车辆制动垫及其制备方法

说明书

本发明公开了一种车辆制动垫(100)的制备方法，包括以下时序步骤：‑向支撑板(21)施加电路；‑在所述电路上丝网印刷至少第一电极(5)；‑在所述至少第一电极(5)上丝网印刷压电材料片(2)；‑在所述片(2)上丝网印刷至少第二电极(7)；‑将摩擦垫(20)施加在所述支撑板(21)上；‑通过向所述至少第一电极和第二电极(5,7)供电来对所述压电材料片(2)进行本体极化。

技术领域

以下公开涉及包括力感测装置的车辆智能制动垫及其制备方法。

背景技术

压电现象是响应于外部施加的机械应力而积聚在特定类型的固体材料内部的电荷。

本质上，存在多种压电材料，如石英、电气石和罗谢尔盐的纳米晶体，但它们对外部请求表现出相对较小的压电响应。

为了克服该问题，合成一些多晶铁电陶瓷，诸如钛酸钡(BaTiO3)和锆钛酸铅(PZT)，其在施加机械应力之后表现出较大的位移或引起较大的电压。

为了以适当的方式使用这些合成压电材料，需要极化过程。

为此，施加若干kV/mm的强电场以在先前无组织的陶瓷化合物中产生不对称性。

电场引起自发极化的重新取向，并且同时，对极性场方向具有有利取向的域生长，并且抑制具有不利取向的那些域。

极化之后，即使不施加电场，也保留了大多数重新取向。

压电陶瓷化合物以几种不同的方式制备，但最常见的制造技术是基于喷雾干燥的颗粒状材料的机械液压压制。在制备后，将化合物在高达约1300℃的温度处烧结。

结果为高密度的固体陶瓷。

稍后，压电材料如前所述被极化，然后烧结陶瓷(非常硬)可被锯开并加工(如果需要的话)。

压实物具有与盘、板、杆和圆柱体不同的形状。

制造方法的最后阶段涉及电极沉积。

通过丝网印刷技术或PVD(溅射)将电极施加到压电陶瓷，并且随后在高于800℃的温度处焙烧。

用于基于压电材料的感测装置的当前生产技术的限制在于压电材料的生产和后续加工成所需形状和尺寸的不同机械步骤，以及然后与电极的最终耦合。

因此，基于压电材料的此类标准感测装置是昂贵的并且需要较长的生产过程。

发明内容

为了克服这些主要限制，提出了本公开。

丝网印刷技术是一种快速且低成本的方法。

压电元件(在这种情况下为法向力传感器)的丝网印刷可允许在感测对象(例如用于车辆的智能制动垫)的工业过程中实现稳固的设计和成本降低。

与当前市场上用于压电传感器的技术相比，丝网印刷减少了生产步骤，因为传感器本身可直接在待传感的物体上生产，并且其也可被“原位”极化。

因此，不必生产极化的传感器，然后将其安装在物体上，而是将其直接集成在物体中。

丝网印刷技术广泛用于印刷电子器件，并且是制造广泛范围的电子器件的最有前景的技术之一。

丝网印刷传感器的优点包括灵敏度、选择性、批量生产的可能性和小型化。

该技术包括将特定油墨或糊剂的连续层沉积到绝缘基板上。

所用的糊剂通常基于具有金属分散体或石墨的聚合物粘结剂，并且还可包含功能性材料，诸如辅因子、稳定剂和调节剂。

丝网印刷技术的优点在于在单个步骤中在器件制造的所有阶段(从电极到材料沉积)制造的可能性。