[发明专利]压电复合材料的加工方法

说明书

本发明公开了一种压电复合材料的加工方法，包括如下步骤：1)将压电材料的第二面贴合在平面上；2)切割压电材料的第一面并在所述第一面上形成第一切割槽；3)向所述第一切割槽内填充聚合物并固化；4)将所述压电材料从所述平面上取下；5)将压电材料的第一面贴合在平面上；6)沿着所述第一切割槽切割压电材料的第二面并在所述第二面上形成第二切割槽，使所述第一切割槽和第二切割槽贯通；7)向所述第二切割槽内填充聚合物并固化；8)将所述压电材料从所述平面上取下，得到压电复合材料。本发明的压电复合材料的加工方法，能够满足阵列压电材料的加工要求，提高成品率和一致性的要求，并具有方法简单和成本低廉的优点。

技术领域

本发明属于一般压电器件技术领域，具体的为一种压电复合材料的加工方法。

背景技术

压电超声换能器是超声无损检测的核心部件，其通过压电元件的压电效应实现电能与声能之间的转换。压电元件通常分为压电陶瓷、压电晶体、压电高分子以及压电复合材料。压电复合材料是指由压电陶瓷和聚合物按一定的连通方式组合在一起而构成的功能材料，由于压电复合材料同时具备压电相和聚合物相的优点，在工业无损检测、医学超声成像等领域有着重要应用，其中1-3型压电复合材料以其优异的超声、水声性能成为研究和应用最为广泛的压电复合材料。

压电复合材料的传统制备方法主要有切割-填充法和刻蚀法。其中，刻蚀法是利用离子刻蚀进行划槽-填充，该方法设备及工艺制作成本高、加工深度有限且有侧壁腐蚀倾角，故一般用于加工频率在50MHz以上的压电复合材料。切割-填充法通过精密切割机在压电复合材料加工一定宽度和深度的刀槽，然后把聚合物填充到刀槽内固化，是一种成熟简单的加工方法，被广泛应用于实验室及商业化生产中。

切割-填充法主要用于制备频率在0.5-10MHz的压电复合材料，对于加工15MHz以上的压电复合材料，由于切割刀的刀刃薄，受加工间距、加工深度及加工方式的影响，容易导致压电相倒塌、断裂以及切槽不规则等缺陷，废品率高，即使上述缺陷未产生，也可能会由于机械应力损伤等原因导致材料性能未能达到预期。因此，现有的切割-填充法无法满足高频阵列换能器性能及一致性的加工要求，严重制约高频阵列换能器的制作。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种压电复合材料的加工方法，能够满足阵列压电复合材料的加工要求，提高成品率和一致性的要求，并具有方法简单和成本低廉的优点。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种压电复合材料的加工方法，包括如下步骤：

1)将压电材料的第二面贴合在平面上；

2)切割压电材料的第一面并在所述第一面上形成第一切割槽；

3)向所述第一切割槽内填充聚合物并固化；

4)将所述压电材料从所述平面上取下；

5)将压电材料的第一面贴合在平面上；

6)沿着所述第一切割槽切割压电材料的第二面并在所述第二面上形成第二切割槽，使所述第一切割槽和第二切割槽贯通；所述第一切割槽和第二切割槽的深度满足：

l₁+l₂≥h

l₁＜h

l₂＜h

其中，h为压电材料的厚度；l₁为第一切割槽的深度；l₂为第二切割槽的深度；

7)向所述第二切割槽内填充聚合物并固化；

8)将所述压电材料从所述平面上取下，得到压电复合材料。

进一步，所述平面的平面度误差小于等于3um。