Piezokeramer - Framställningsprocess

Beprövad expertkunskap vid framställning av piezokeramer

CeramTec har under flera årtionden förfinat metoder och teknik för framställning av piezokeramer.

System som hanteras i överensstämmelse med TS 16949 standardspecifikationer utgör grunden i ett produktionssystem som uppfyller även exakt preciserade kvalitetskrav inom fordons- och säkerhetsteknik. En produktmix med mer än 90 % kundspecifika komponenter vittnar om flexibiliteten hos CeramTecs tillverkningssystem. CeramTec producerar provexemplar med samma precision som för standardiserade massproducerade detaljer. Trots den mångfald av materialsammansättningar som formuleras för att uppfylla kraven, följer tillverkningsprocessen för piezokeramiska material ett grundschema:

Produktionen omfattar normalt ett pulverframställningsförfarande, vid vilken oxidiska råmaterial blandas för att skapa den definierade kemiska produktsammansättningen. Ytterligare steg omfattar komprimering av det konditionerade pulvret och ett formningssteg som torrpressning. Därefter sintras keram-ämnet i en kontinuerlig elektrisk tunnelugn vid termperaturer mellan 1 000° C och 1 300 ° C. Under sintringen utvecklar produkten sin polykristallina keramiska struktur.

Den sintrade piezokeramiska komponenten behandlas mekaniskt genom sliping, läppning, polering och sågning för att säkerställa att geometriska dimensioner och ytfinish ligger inom vissa specificerade snäva toleranser. Produktens geometriska dimensioner och materialkoefficienterna bestämmer dess funktionella egenskaper som kapacitans eller resonansfrekvens. Elektriska anslutningar utförs för det mesta genom applicering av silverelektroder under ett screentryckförfarande med efterföljande sintring vid ca 600° C. Därefter följer polarisationssteget vid vilket produkten exponeras för ett elektriskt likströmsfält (2 till 3 kV/mm) vid temperaturer på mellan 80°C och 140°C för att uppnå den lämpliga dipol-riktningen inuti keramen.

Vid den avslutande produktkontrollen testas komponenten avseende en rad parametrar (t.ex. geometriska dimensioner, silvermetallskiktets vidhäftningsförmåga). Produktens piezo-elektriska data registreras innan produkten skickas. Parametrarna som ska kontrolleras och testförhållandenas stränghet definieras individuellt tillsammans med kunden. Inspektioner under processen och ett tillverkningsförfarande enligt TS 16949 säkerställer hög kvalitetsnivå även vid maximala produktionsvolymer.