PZT压电蜂鸣片生产工
艺说明书
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二零一四年一月
目录
前言
一、压电陶瓷蜂鸣片简介 (3)
二、压电蜂鸣片选型及特点 (3)
三、压电蜂鸣器的应用 (4)
第一章设计任务
1本课程设计意义 (5)
2设计任务和要求 (5)
3设计内容 (6)
第二章设计数据及计算
1原始数据 (6)
2数据计算 (7)
3 纯度和杂质问题 (8)
第三章 PZT压电蜂鸣片的生产
工艺流程图 (9)
1配料 (9)
2混合 (10)
3预烧 (10)
4粉碎 (11)
5成型 (11)
6排胶 (12)
7烧结 (13)
8清洗及被银 (13)
9极化 (14)
10测试 (15)
11焊接 (16)
第四章设备选型
1 选型原则 (16)
2 主要设备选型 (17)
结语 (20)
参考文献 (20)
前言
一、压电陶瓷蜂鸣片简介
压电蜂鸣器是一种以压电陶瓷作为电声换能器的发声体，这种器件的核心是以压电陶瓷薄片粘贴在金属片上的换能换件，即压电蜂鸣片。压电蜂鸣器无射频噪声、低功耗等特点使其备受重视，发展非常迅速。
压电式蜂鸣器主要由多谐振荡器，压电蜂鸣片，阻抗匹配器及共鸣箱，外壳等组成。多谐振荡器由晶体管或集成电路构成,当接通电源后(1.5~15V直流工作电压)，多谐振荡器起振，输出1.5～2.5kHZ的音频信号，阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声。
二、压电蜂鸣片选型及特点
1.压电蜂鸣器的选型
驱动方式：若无法提供频率信号
给蜂鸣器工作，可考虑用内含驱动线
路，给予直流电压即可。另有直音，
快断音，慢断音不同的声响信号；
（其方法有两种：自激振荡是利用在
谐振点的振荡而产生声波的方式；他
激振荡是在远离谐振点的频率下产生
声波的方式）
尺寸大小：尺寸会影响频率，小尺寸频率会较高；
电压大小：以V O-P计算，以方波驱动，电压越高，音量越高
pin pitch：压电式蜂鸣器的规格众多，往往不易找到一模一样的规格，可先挑pitch一样，频率接近的试用。
2.压电蜂鸣器的特点
压电蜂鸣器和其他蜂鸣器比较具有如下优点：
（1）因无可动触点部分，因此寿命长、可靠性高，连续使用可达10000小时以上，是半永久性的器件；
（2）不产生飞弧或者射频噪声，对其他线路无干扰；
（3）不会因松动而引起大的振动；
（4）用电子线路控制，所以能发出多种悦耳的声音及模拟声、断续声。音色纯正，不易被噪声所覆盖；
（5）用电压激励，所以消耗电流小，一般在20mA以下，不会超过
100mA；
（6）小型大音量，音量可达到70分贝/20cm，而元件厚度仅为1mm以下；
（7）工作温度范围宽；
（8）便于安装，而且无电磁线圈和动圈，不必担心绝缘恶化，并无漏电的可能。
三、压电蜂鸣器的应用
压电蜂鸣器实际上有三种商品形式，即压电蜂鸣器复合体，压电蜂鸣器发声体和压电蜂鸣器，以适应市场上的不同需要。不管何种形式，其用途都离不开报警、判断和通知三种。
报警用的压电蜂鸣器用于火灾、烟浓度、漏气、防盗及汽车用的报警，通知用的压电蜂鸣器在探鱼机、仪器、医疗设备、自动售货机、洗衣机、电炉等作为通知使用，比光指示更为有利，另外，具有模拟声、复合声的压电蜂鸣器还可用于玩具，电视游戏等方面。
第一章设计任务
1本课程设计意义
1．了解陶瓷各种工艺实验在生产中的作用与实际意义；
2．掌握陶瓷主要工艺流程的原理、方法与一定的操作技能；
3．通过陶瓷工艺设计实习了解陶瓷产品的设计程序与工艺过程；
4．培养学生综合设计工艺生产流程的能力；
5. 掌握坯料配方设计和研究方法，提高分析问题和解决问题的能力；
6. 为毕业论文实验、进一步深造获从事专业技术工作奠定良好的基础。关于陶瓷工艺课程设计的研究意义：
陶瓷工艺设计是一项实践性极强的教学活动，研究设计性的综合程序给学生较大的自由度，学生可以充分发挥自己的聪明才智和创新能力，自己设计新的工艺流程。通过陶瓷工艺设计使学生掌握从原料的选择、配方的确定与计算、粉体的制备、成型、干燥、烧成等一系列陶瓷工艺过程，同时还要掌握陶瓷产品的性能测试和产品的评价。通过本实习课的学习，使学生更好的理解《陶瓷工艺学》课程理论，掌握进行陶瓷工艺和性能科学研究的基本原理和方法，培养了学生的创新意识、创新能力，为学生进行毕业论文学习乃至毕业后尽快适应实际工作打下良好的基础。
2设计任务和要求
主要任务是设计一个能适用于生产的，PZT压电陶瓷蜂鸣片的合成工艺及车间工艺流程。
要求：（1）掌握在成分设计、原料处理、工艺流程选择、工艺参数确定、设备选型和制备效果评价等方面相关的计算方法。
（2）掌握数据处理的原则和方法，锻炼综合分析及撰写设计说明书的能力。
（3）设计说明书字数不少于六千字，用专用稿纸书写，封面单独一页。
（4）各人独立完成，不得互相抄袭，如有抄袭或大部分雷同者，一律按不及格处理。
3设计内容
（1）按所定材料化学组成和产品任务进行设计；
（2）陶瓷工艺设计的目的和意义；
（3）原料的选择、计算及加工处理；
（4）工艺原理运用、工艺流程选择与工艺方法确定；
（5）工艺参数确定；
（6）主要设备的选型；
（7）对给定材料的制备工艺的设计进行必要的分析与讨论。
第二章设计数据及计算
1原始数据
PZT压电陶瓷蜂鸣器片（φ10mm×厚2mm，每片重约1.5克，年产500万片，以300工作日计算）
压电陶瓷分子式为：Pb0.95Sr0.05(Zr0.52Ti0.48)O3+0.5重量%Cr2O3+0.3重量% Fe2O3
原料纯度
铅丹Pb3O4 98%
碳酸锶SrCO3 97%
二氧化锆ZrO2 99.5%
二氧化钛TiO2 99%
三氧化二铁Fe2O3 98.9%
三氧化二铬Cr2O3 99%
2数据计算
配料是制备压电陶瓷的基础，原料的选择和处理是一个重要步骤，关系到整个制备过程和最后样品的性能，选用原料时应注意纯度、细度和活性。纯度以不引入有害杂质为原则，碱土金属氧化物更易吸潮，且预烧时碳酸盐分解生成的氧化物活性大，因此，一般选用碱金属碳酸盐作原料。根据配方或分子式选择所用原料，计算称量。
2.1 Pb0.95Sr0.05(Zr0.52Ti0.48)O3的分子量：
1mol坯料的重量为：
氧化物摩尔数氧化物相对分子量氧化物重量1mol坯料的重量
Pb3O4 SrCO3 ZrO2 TiO20.95/3
0.05
0.52
0.48
685.60
147.63
123.22
79.87
217.11
7.38
64.07
38.34
326.90
2.2 各主要原料所需的质量百分数：
Pb3O4：217.11÷326.90=66.41%
SrCO3：7.38÷326.90=2.26%
ZrO2：64.07÷326.90=19.60%
TiO2：38.34÷326.90=11.73%
2.3 按原料纯度计算原料用量：
以100g坯料为基准，每天坯料用量（按300天每年）：1.5×5000000÷300=25000g
Pb
3O
4
SrCO
3
ZrO
2
TiO
2
Cr
2
O
3
Fe
2
O
3
纯原料需要量 66.41 2.26 19.60 11.73 0.5 0.3 原料纯度% 98 97 99.5 99 99 98.9 实际原料用量 67.76 2.33 19.70 11.85 0.51 0.303 每天100g的坯料
实际配料量，g 67.76 2.33 19.70 11.85 0.505 0.303
2.4 最后各原料所需要的量：
Pb3O4：67.76×250×（1-0.5%-0.3%）=16804.48g
SrCO3：2.33×250×（1-0.5%-0.3%）=577.84g
ZrO2：19.7×250×（1-0.5%-0.3%）=4885.6g
TiO2：11.85×250×（1-0.5%-0.3%）=2938.8g
Cr2O3：0.505×250=126.25g
Fe2O3：0.303×250=75.75g
每天需总量：16804.48+577.84+4885.6+2938.8+126.25+75.75=25408.72g 3.纯度和杂质问题
原料是制备压电陶瓷的基础。选择原料一般应注意其化学组成和物理状态。
3.1 纯度
对纯度的要求应适度。高纯原料，价格昂贵，烧结温度高，温区窄。纯度稍低的原料，有的杂质可起矿化和助熔的作用，反而使烧结温度较低，且温区较宽。过低纯度原料杂质多，不宜采用。
3.2 杂质含量
压电陶瓷材料中杂质允许量主要根据以下三点因素决定：
(1) 杂质类型：① 有害杂质：对材料绝缘、介电性等影响极大的杂质，特别是异价离子。如B、C、P、S、Al等，愈少愈好；② 有利杂质：与材料A、B 位离子电价相同、半径接近，能形成置换固溶的杂质。如Ca2+、Sr2+、Ba2+、Mg2+、Sn4+等离子，一般在0.2~0.5%范围内，坏的影响不大，甚至有利。
(2) 材料类型：① 接收型压电陶瓷材料：已引入了降低电导率和老化率的高价施主杂质，原料中在0.5%以内的杂质不足以显著影响施主杂质的既定作用；② 发射型压电陶瓷材料：要求低机电损耗，因而配料中的杂质总量，愈少愈好，一般希望在0.05%以下。对于为了提高其它性能参数的有意添加物，另当别论。
(3) 原料在配方中的比例：在PZT配方中，比例大的原料Pb3O4、ZrO2、TiO2分别占重量比的60%、20%和10%左右，若杂质多，引入杂质总量也多。因此，要求杂质总含量均不超过2%，即要求纯度均在98%以上。
配方中比例小的其它原料，杂质总含量可稍高一些，一般均在3%以下，即要求纯度均在97%以上，特殊要求例外。
3.3 烘干
为了不影响配料的准确性，含水原料必须进行烘干脱水处理。一般在电热式干燥箱中干燥。温度110~120℃，时间不少于4小时，直至无水分为止。
第三章 PZT压电蜂鸣片的生产
工艺流程图
1 配料
配料是制备压电陶瓷的基础，原料的选择和处理是一个重要步骤，关系到整个制备过程和最后样品的性能，选用原料时应注意纯度、细度和活性。纯度以不引入有害杂质为原则，碱土金属氧化物更易吸潮，且预烧时碳酸盐分解生成的氧化物活性大。
进行料前处理，除杂去潮，然后按配方比例称量各种原材料，注意少量的添加剂要放在大料的中间。
2 混合
配料后需将原料混合均匀，混合的目的是将各种原料混匀磨细，为预烧进行完全的固相反应准备条件。一般采取干磨或湿磨的方法。小批量可采取干
磨，大批量可采取球磨或气流粉碎的方法，效率较高。此次制作PZT 压电陶瓷原料的混合是采用球磨机进行球磨混合。
3 预烧
此道工序很重要，会直接影响烧结条件及最终产品的性能。
预烧过程是使原料间发生化学反应以生成所需产物的过程，由于反应是在低于熔点的温度下通过原子扩散完成的，又称之为固相反应。固相法利用固态物质间所发生的各种固态反应来制取粉末。在制备陶瓷粉体原料中常用的固态反应包括化合反应、热分解反应和氧化物还原反应，但这几种反应在实际工艺过程中经常同时发生。使用固态法制备的粉末有时不能直接作为原料使用，需进一步加以粉碎。
固相法在应用于锆钛酸铅(PZT)粉体制备时，也称为混合氧化物合成方法，即人们通常所说的传统固相烧结法，在PZT 陶瓷工业化生产中，此方法是已经使用的合成方法中最基本的方法。PZT 是由氧化物之间的固体反应获得，在氧化物反应过程中，首先组成氧化物之间相互反应生成PbTiO 3和ZrO 2的固溶体，然后均匀转化为PZT 相。在烧结时，若选择的预烧温度太低，则化学反应不充分；若温度太高，则预烧后的大圆片硬度很大，难于粉碎。
采用一般陶瓷工艺，粉料需经850℃预烧2小时。在预烧过程中，部分氧化铅会挥发。因此，为了保证产品质量，需要在预烧时用氧化铝坩埚进行密封处理。
反应过程：
反应A ：350—680℃
23PbO TiO PbTiO +→
反应B ：625—800℃
3213()x x PbTiO PbO ZrO Pb Zr Ti O -++→
反应C ：800℃以上
,,13331()()x x x x Pb Zr Ti O PbTiO Pb Zr Ti O --+→
加热条件
升温速率：视炉内装料多少而定。
最高温度：850℃左右
保温时间：650℃左右保温1-2小时，以生成PT。
850℃左右保温2小时，以生成PZT。
降温速率：关电随炉冷却，至200℃以下出炉。
炉内气氛：以中性或氧化气氛为好；还原气氛会导致料粉还原发黑，必须严加控制。硅碳棒炉好于电阻丝炉。
4 粉碎
粉碎也可以成为二次磨细，目的是将预烧过的压电陶瓷粉末再细振混匀磨细，为成瓷均匀性能一致打好基础。压电陶瓷片的制作是将预烧后的粉料放入研钵中研磨，再放入球磨罐中在球磨机上球磨12小时，以便成型和烧结成样品。
瓷料粒径分布差，成型后的膜带致密度差，将影响到烧成后的瓷片致密度，从而使陶瓷片的电性能变坏。此外，原材料或瓷料的颗粒度愈大，合成或烧结速率愈慢，导致合成或烧结温度愈高，所得的瓷片致密度愈差，使压电陶瓷片机电性能恶化，从而影响压电陶瓷蜂鸣片的性能。对此，可以相应地应改善球磨条件，采用效率高的搅拌球磨机。
5 成型
5.1配制粘合剂：
（1）粘剂配比：
聚乙烯醇 19.8%
蒸馏水 73.2%
甘油 7.0%
（2）配制方法：
聚乙烯醇+蒸馏水→拌和→隔水烧至60~70℃（隔层内水沸腾）→间歇搅拌至完全融开→加甘油搅拌→至完全融洽，即刻拿出→纱布过滤
5.2扎膜
（1）成原料
（2）按，原料：粘剂=100：18 加入粘剂
(3)将调好的料放在轧膜机上进行粗轧至不粘糊轧膜棍上
（4)将粗轧好的料进行细轧。经常进行90。旋转，使瓷料轧至均匀且无气泡时，由厚到薄，轧成片状。
（5)精轧时，将条伏轧至冲片时所需的厚度。
（6)注意轧辊表面清洁。
5.3冲片
将轧膜好的片条，按照产品要求的大小直径以及厚度进行冲片成型，然后送至烧结、排粘、成瓷。
6 排胶
工艺操作如下：
烧料坚硬、发白或变灰，是由于合成温度过高，保温时间过长，PbO挥发较多导致料方组成的改变，以致使得PbO总量减少，游离ZrO2、TiO2含量较多，影响性能。此时应适当降低合成温度和减少保温时间；及时查找炉温过高的具体原因，并酌情处理；同时对配方作相应的调整。烧料块疏松，发红又无膨胀崩裂现象，是由于合成温度太低，保温时间过短。此时，应适当提高合成温度或延长保温时间，就能解决这个问题。
排胶的目的是将成型工艺中加入的粘合剂从样品中排出。粘合剂的作用只是为了顺利成型，它在高温灼烧时可能生成是一种还原性强的物质，影响材料性能，所以成型以后需要升温将其排出。排胶程序主要由所用的粘合剂来决
定，在此选用的PVA粘合剂合适的排胶温度为950℃。因蜂鸣片大而薄，所以排胶速度应慢，约每小时升高50℃，需19小时排完。为避免瓷片变形，上面可用氧化铝板压着排胶。
7 烧结
烧结是将排塑后的素坯在适合的温度下使反应更加充分、晶粒长大的过程，烧结过程的机制是原子的扩散运动。烧结的推动力是颗粒或者晶粒的表面能，烧结过程主要是表面能降低的过程。烧结工序中为了防止样品中某些元素的挥发，一般通过添加气氛料和密封柑祸的方法保持烧结过程中的气氛。
在生产中，采用气氛料密封烧结，选择的最佳烧结温度是以压电性为最好时的烧结温度，最佳烧结温度为1250℃，保温4个小时。通过烧结可以得到成瓷性好、致密度较高的压电陶瓷片。
在烧成带，烧嘴上方设有用耐热不锈钢丝编制而成的隔焰网，以利于均衡整个烧成带内的温度，另外该隔焰网在彩烤时，可使火焰与产品隔离，主要以隔焰网的辐射来传热，以提高彩烤产品的质量。
温度控制如下：
8 清洗及被银
8.1清洗方法
（1）用超声、酒精进行清洗
（2）用砂纸、肥皂进行清洗
8.2被银及烧渗
（1）工艺流程如：
使用配置好的银浆进行被银，采用烧渗银的方式被覆样品电极。蜂鸣片采用手工丝网印刷工艺被银。被银时银浆不宜太稀，印银时网上可适当放些银浆。
（2）烧渗
烧银是将陶瓷片在750℃下保温20-30分钟，且选择的中温银浆烧渗温度应低于陶瓷的预烧温度，这样有利于减小烧银时对材料晶粒尺寸的影响。有时制品还原发黑，这是由于还原所致，在烧银时应防止烧银温度过高，500℃以前应略开炉门，防止聚积大量还原气氛。烧银结束后应采用适当快速降温。
9 极化
极化是使样品中的自发极化定向排列的过程。由于组成陶瓷的各个晶粒本身是各向异性的，其中的自发极化只能沿少数几个可能的晶向，未经极化处理是各向同性的，不具备压电性能。极化就是在压电陶瓷上加一个强直流电场，使陶瓷中的电畴沿电场方向取向排列。要使压电陶瓷得到充分的极化，充分发挥其压电性能，就必须选择合适的极化电场、温度和时间。一般来说，较高的极化电场、较高的极化温度和较长的极化时间有利于陶瓷的充分极化。
计划流程如：
极化温度：120℃
极化电场：直流电场，3.5kv /mm
极化时间：15分钟
在极化过程中会出现制品普遍加不上电压，制品的绝缘强度低，这是由于烧结“过火”，结晶粗糙、缺铅严重，原料中含导电杂质较多，或游离PbO含量过高的缘故。应从相应的方面采取措施，提高绝缘电阻，降低介质损耗。还有制品增铅或失铅严重，以及制品内部或表面夹杂有导电杂质，都可能导致制品击穿。同时，极化温度过高也会产生击穿。在烘箱中空气极化时，有些产品极化充分，有些不充分，这是由于温度不均匀，因此，在升温、降温、保温时均需开启烘箱鼓风开关，以保证烘箱内温度均匀。如烘箱自由升温快，应适当延长保温时间，确保瓷片受压时间不少于规定的时间。有些产品产生开裂，这是由于降温太快所致，因此，降温时不允许过早打开烘箱。
10 测试
用多功能电表测试，当陶瓷性能稳定后检测各项指标，看是否达到了预期的性能要求。测量方法分为：静态法和动态法。
这里选用的是静态法法测量。静态法是压电材料不发生交变的情况下进行测量的一种方法。将K先合上使压电片
短路，加压力后再打开开关K，使电荷全部施放到电容C上。原则上讲电容C 越大越好。静态法主要用于测试压电陶瓷材料的压电常数。测量时要施加一定大小和方向的力。根据压电效应，被测试体由于变形会产生一定的电荷。设施加的力为F，沿垂直方向。两电极上产生的电荷为：Q= d33×F，式中，d33压电常数(库/牛)；Q 为电荷量；F为力。
图1是被测压电片的内部等效电路。它由电感、电容和电阻串并联而成，其中电阻与压电陶瓷材料的机械损耗有关系。图中，L1为等效电感；R1为等效电阻；C1为动态电容； C0为静态电容。
11 焊接
操作步骤：
（1）检查蜂鸣片：选取外观良好,基片以及镀银涂层都没有氧化的蜂鸣片备用。
（2）蜂鸣片加锡：1）对蜂鸣片铜基片加锡：要求焊点直径小于2.5mm，高度低于1.5mm。如果焊点过大会导致基片与镀银涂层短路；因基片散热快，焊接时间不能低于2.5秒，否侧会导致假焊；2）对镀银涂层加锡：直径小于
2mm；高度低于1mm；焊点靠近镀银涂层的边缘，不能在涂层中心加锡点，否则会导致蜂鸣片声音失真和声音小；因镀银涂层上锡性能特别好，要求焊接时间低于1.5秒，烙铁温度低于300℃，否则会损坏镀银涂层。
（3）焊蜂鸣片连接线：红线焊铜基片焊点；黑线焊镀银涂层焊点。
（4）自检焊点圆润饱满、无假焊虚焊、焊点无拉尖，镀银涂层没有被损坏。
（5）烙铁温度 280±20℃。
第四章设备选型
1 选型原则
（1）根据配方、生产性质、产量大小和工艺流程，选择设备的型号，然后确定设备的规格尺寸。
（2）对各工序的加工量和设备的生产能力进行计算，确定所需设备的台数。
（3）先选主机设备，然后选辅助设备，辅助设备结合工艺布置来选择。
2主要设备选型
2.1球磨机选型
选用圆锥球磨机，产品
概况：球磨机是物料被破碎
之后，再进行粉碎的关键设
备。球磨机广泛应用于水
泥，硅酸盐制品，新型建筑
材料、耐火材料、化肥、黑
色与有色金属选矿以及玻璃陶瓷等生产行业，对各种矿石和其它可磨性物料进行干式或湿式粉磨。
应用范围：圆锥球磨机是物料被破碎之后，再进行粉碎的关键设备。球磨机广泛应用于水泥，硅酸盐制品，新型建筑材料、耐火材料、化肥、黑色与有色金属选矿以及玻璃陶瓷等生产行业，对各种矿石和其它可磨性物料进行干式或湿式粉磨。
（1）工作原理
本机为卧式筒形旋转装置，外沿齿轮传动，两仓，格子型球磨机。物料由进料装置经入料中空轴螺旋均匀地进入磨机第一仓，该仓内有阶梯衬板或波纹衬板，内装不同规格钢球，筒体转动产生离心力将钢球带到一定高度后落下，对物料产生重击和研磨作用。物料在第一仓达到粗磨后，经单层隔仓板进入第二仓，该仓内镶有平衬板，内有钢球，将物料进一步研磨。粉状物通过卸料箅板排出。
（2）球磨机产品规格及技术参数：
1）轴承破碎机的轴承担负机器的全部负荷，所以良好的润滑对轴承寿命有很大的关系，它直接影响到机器的使用寿命和运转率，因而要求注入的润滑油必须清洁，密封必须良好，本机器的主要注油处：转动轴承、轧辊轴承、所有齿轮、活动轴承、滑动平面。
2）新安装的轮箍容易发生松动必须经常进行检查；
3）注意机器各部位的工作是否正常；
4）注意检查易磨损件的磨损程度，随时注意更换被磨损的零件；
5）放活动装置的底架平面，应出去灰尘等物以免机器遇到不能破碎的物料时活动轴承不能在底架上移动，以致发生严重事故；
6）轴承油温升高，应立即停车检查原因加以消除；
7）转动齿轮在运转时若有冲击声应立即停车检查，并消除。
（3）安装试车
1）该设备应安装在水平的混凝土基础上，用地脚螺栓固定。
2）安装时应注意主机体与水平的垂直。
3）安装后检查各部位螺栓有无松动及主机仓门是否紧固，如有请进行紧固。
4）按设备的动力配置电源线和控制开关。
5）检查完毕，进行空负荷试车，试车正常即可进行生产。
2.2 扎磨机选型
轧膜机主要是由两个相向滚动的轧辊组成，当轧辊转动时，放在轧辊之间的瓷料不断受到挤压，使资料中的每个粒子都能均匀地复盖一薄层有机粘结剂。在轧辊继续挤压下，泥料中的气泡不断被排除，最后轧出所需厚度的薄片或薄膜，再由冲片机冲出所需尺寸的坯件。
轧膜成型有以下特点：
（1）成型过程兼有练泥作用。
（2）陶瓷膜片在轧辊转动时，山于两轧辊间隙缩小而受压力，是两面受压轧出的膜片，厚度方向致密均匀。对较厚膜片，由于轧膜时间短，其中间的部分致密度较差，烧成收缩率也较大。
（3）可通过调节轧辊间距离而获得予期厚度的膜片。
（4）膜片在宽度方向没有受压力，由厚减薄向两端延展，坯料脆性较大，所以往往边缘有开裂。
轧膜时，特别是在粗轧时，每轧一次，均应将膜片对折并调换轧膜方向(使与前次方向成90)，以减少坯料颗粒的趋向性，并在最后精轧前，逐次改薄膜片厚度，并最后精轧至所需厚度。但轧膜片的烧后收缩难免还有方向性，即膜片的长度方向(伸展方向)和宽度方向(垂直车以莫方向)收缩不一致。一般来说沿轧膜方向(伸展方向)较为致密，而垂直轧膜方向致密度较差，前者收缩小，后者收缩大，故裁片和冲片均需注意轧膜的方向性。
2.3 窑炉选型
窑炉的具体价格和窑炉内的空间大小有
关，越大价格越高，一下标的是最小尺寸的
窑炉，电压可以采用220伏或380伏。此
处，我们选用全自动高温电窑，其概况如
下：
全自动高温电窑（砖棉型）保质两年，
外：1000×1000×1500mm，内：
600×400×400mm
（1）窑炉内腔断热层采用高温莫来石
砖，内腔保温层为硅酸铝纤维棉，窑炉烧制过程中外壳温度不超过常温，窑炉最高使用温度1350℃；
（2）窑炉外体采用机压模具成型无焊缝，钢材内衬加固，表面烤漆，美观耐用；
（3）测温表测温针均为进口高温型；
（4）按窑炉内尺寸配置高温硅板及硅柱一层；
（5）发热元件材料为美国产，发热系统按国标设计；
摘要：通过对压电陶瓷器件进行阻抗测试可得到压电振子等效电路模型参数与谐振频率。通过对压电陶瓷器件电容值、温度稳定性、绝缘电阻、介质耐电压等电性能参数进行测量与分析后可知：压电陶瓷器件电特性符合一般电容器特点，所用连接线材在较低频率下寄生电容不明显，在常温下工作较稳定，厚度较厚的产品绝缘性和可靠性指标较好。 关键词：压电陶瓷；等效电路模型；电特性；可靠性 0 引言 压电陶瓷(Piezoelectric Ceramics，PZT)受到微小外力作用时，能把机械能变成电能，当加上电压时，又会把电能变成机械能。它通常由几种氧化物或碳酸盐在烧结过程中发生固相反应而形成，其制造工艺与普通的电子陶瓷相似。与其他压电材料相比，具有化学性质稳定，易于掺杂、方便塑形的特点[1]，已被广泛应用到与人们生活息息相关的许多领域,遍及工业、军事、医疗卫生、日常生活等。利用铁电陶瓷的高介电常数可制作大容量的陶瓷电容器；利用其压电性可制作各种压电器件；利用其热释电性可制作人体红外探测器；通过适当工艺制成的透明铁电陶瓷具有电控光特性，利用它可制作存贮，显示或开关用的电控光特性器件。通过物理或化学方法制备的PZT、PLZT等铁电薄膜，在电光器件、非挥发性铁电存储器件等有重要用途[2-5]。 为了保护生态环境，欧盟成员国已规定自2006年7月1日起，所有在欧盟市场上出售的电子电气产品设备全部禁止使用铅、水银、镉、六价铬等物质。我国对生态环境的保护也是相当重视的。因此，近年来对无铅压电陶瓷进行了重点发展和开发。但无铅压电陶瓷性能相对于PZT陶瓷来说，总体性能还是不足以与PZT陶瓷相比。因此，当前乃至今后一段时间内压电陶瓷首选仍将是以PZT为基的陶瓷。 本文将应用逆压电效应以压电陶瓷蜂鸣片为例进行阻抗测试、电容值、绝缘电阻、介质耐电压等电性能参数进行测量与分析。 1 测量参数和实验方法依据 目前我国现有的关于压电陶瓷材料的测试标准主要有以下： GB/T 3389-2008 压电陶瓷材料性能测试方法 GB/T 6427-1999 压电陶瓷振子频率温度稳定性的测试方法 GB/T 16304-1996 压电陶瓷电场应变特性测试方法 GB 11387-89 压电陶瓷材料静态弯曲强度试验方法 GB 11320-89 压电陶瓷材料性能方法（低机械品质因数压电陶瓷材料性能的测试）
PRODUCT: PIEZOELECTRIC CERAMICS TRANSDUCER M O D E L : 压电陶瓷雾化换能片 Φ20MM 1.7MHz CASE
1. 型号命名方法 (1) (2) ( 3) ( 4) ( 5) (6) (1) 主称：压电陶瓷超声雾化换能片 (2) 外形尺寸：圆形---φ（mm ） 矩形---长度（mm ） (3) 电极材料：G --- 不锈钢 N --- 镍 Ag --- 银 BL—玻璃釉 (4) 工作频率：（MHz ） (5) 换能片形状：A --- 圆形 E --- 矩形 (6) 序列号:1、2、3… 2．测试电路 3．技术指标（型号）(工作水质：自来水/饮用水) 项目 Item 单位 Unit 标准 Standard 测试条件(Test condition): T=25±5℃ 谐振频率 Thick resonant frequency MHZ 1.7±0.15 恒压法（见以上测试线路） 检验标准：全检 谐振阻抗 Resonant impedance ? ≤1.5 恒压法（见以上测试线路） 检验标准：全检 静电容量 PF 1600±20% 数字电桥At 1KHZ/1V ＸＹＤ ２０ Ｎ １．７ Ａ １ ＸＹＤ２０Ｎ１．７Ａ
注：可根据用户要求生产起它特殊规格的产品。 4. 试验方法 4．1 谐振频率及谐振阻抗的测试：测试夹具短路时调节信号发生器输出电压， 使毫伏表指示值为50mV,接上雾化片，调节信号发生器的频率，使毫伏表指示最大，这时的频率为谐振频率；谐振阻抗按R＝19.3(50/E0－1)（?）计算。 4．2 静电容量的测试：在频率为1KHz，电压小于1V的信号下测试。 4．3 寿命试验：将产品装上雾化器，将激励电压调至24V，使雾化器正常工作并计时或采用美国军方测试压电陶瓷寿命的计算公式来测试。 5．注意事项 a. 雾化片的浸水面为零电位，电极与液体不能有电位差。 b. A型不能在无水状态下使用。 c. E型需复合金属网片，通过多孔管将液体吸到网片上雾化。该产品雾滴小、不下沉，适合车用、
工作原理 当电压作用于压电陶瓷时，就会随电压和频率的变化产生机械变形。另一方面，当振动压电陶瓷时，则会产生一个电荷。利用这一原理，当给由两片压电陶瓷或一片压电陶瓷和一个金属片构成的振动器，所谓叫双压电晶片元件，施加一个电信号时，就会因弯曲振动发射出超声波。相反，当向双压电晶片元件施加超声振动时，就会产生一个电信号。基于以上作用，便可以将压电陶瓷用作超声波传感器。 实际应用 压电陶瓷片，俗称蜂鸣片。 压电陶瓷片是一种电子发音元件，在两片铜制圆形电极中间放入压电陶瓷介质材料，当在两片电极上面接通交流音频信号时，压电片会根据信号的大小频率发生震动而产生相应的声音来。压电陶瓷片由于结构简单造价低廉，被广泛的应用于电子电器方面如：玩具，发音电子表，电子仪器，电子钟表，定时器等方面。 超声波电机就是利用相关的性质制成的。 工艺 工艺流程图如下：配料--混合磨细--预烧--二次磨细--造粒--成型--排塑--烧结成瓷--外形加工--被电极--高压极化--老化测试。 一、配料：进行料前处理，除杂去潮，然后按配方比例称量各种原材料，注意少量的添加剂要放在大料的中间。 二、混合磨细:目的是将各种原料混匀磨细,为预烧进行完全的固相反应准备条件.一般采取干磨或湿磨的方法。小批量可采取干磨，大批量可采取搅拌球磨或气流粉碎的方法，效率较高。 三、预烧：目的是在高温下,各原料进行固相反应,合成压电陶瓷.此道工序很重要。会直接影响烧结条件及最终产品的性能。 四、二次细磨:目的是将预烧过的压电陶瓷粉末再细振混匀磨细,为成瓷均匀性能一致打好基础。 五、造粒:目的是使粉料形成高密度的流动性好的颗粒。方法可以手工进行但效率较低，目前高效的方法是采用喷雾造粒。此过程要加入粘合剂。 六、成型：目的是将制好粒的料压结成所要求的预制尺寸的毛坯。 七、排塑：目的是将制粒时加入的粘合剂从毛坯中除掉。
第五章 压电陶瓷电声器件 1．压电蜂鸣器 1.1压电蜂鸣元件 压电蜂鸣元件是将经过极化的压电陶瓷片粘贴在弹性振动板上而成的一种复合性结构， 弹性振动板大多为金属片。有单面贴和双面贴两种，前者称单压电片型，后者称双压电片型， 用得最普通的是前者，在加交流信号驱动时，压电瓷片伸缩，使整体发生弯曲振动，这样的 复合结构（图 63）被称作压电蜂鸣元件，因为它很薄又称压电振膜或压电振动板。 压电振动板大多为圆形，也有用方型或矩形，压电蜂鸣片在特定的频率共振，为了获得 高声压需在低阻抗的共振频率fr 附近的频率驱动压电元件。 （1） 复合板的谐振频率 压电蜂鸣元件的共振频率与元件尺寸、材料的弹性系数、密度、泊松比有关，还受支撑 方式及周围声学条件的影响。 纯弹性振动板的fr 的计算公式及支撑方式的影响请参看第二章机械振动基础知识中的 有关内容，但对于复合板应作修正，修正式1： fr=αt ′/a 2{Y 2/ρ2(1-σ22)}1/2 (190) 子纯弹性板比较该式引进等效厚度概念用等效厚度t ′代替厚度t，而在对复合板估称 谐振频率时，我们常把复合板总厚度t=t 1+t 2 代替纯弹性板中的厚度t 。 式中t ′=t 2+t 1(C 1+C 2)·b/a (191) 式中C 1、C 2分别为压电瓷片的声速及弹性板的声速。 α为支撑有关的常数，这些经过计算简化，对于节圆、周边支撑、周边固定、中心支撑 α测为0.414 、 0.227 、 0.471 、 0.172 。 修正式2: fr=αt/a 2{ Y 2/ρ2(1-22σ)}1/2·[（1- 23ξ+4 3ξ2）1/2/β] (192) 式中 ξ=（1-αβ2）/（1+αβ） (193) α= Y 1/ Y 2 β=t 1/ t 2 式（190）～（193）中符号的下标1代表压电瓷片，下标2代表弹性板。
PIEZO BUZZERS SPECIFICATION File Code :RDYP Rve:0 Customer: Part No:思威特12MM*6.5MM 压电式蜂鸣器 Product:Piezoelectric Buzzers SWT Part No:PED12065B40050PCAC Technical Terms Rated Voltage (Vp-p)5Operating Voltage (Vp-p)1～25 Max.Current Consumption (mA)5 Min.Sound Output at 10cm(dB)80（at 5Vp-p square wave 4.0kHZ ） Resonant Frequency (KHZ) 4.0±0.5 Capacitance at 120Hz (nf)14±30% Standard Teat Conditions Temperature ：25±1℃Humidity ：45%～75%Air Pressure ：86～106kPa Operating Temperature (℃)-25∽+85Storage Temperature (℃)-30∽+85Dimensions (mm)See the Drawing Housing Material PBT Weight (g)0.7 Buzzer Soldering Parameter Soldering process Temp.(℃)Time(Sec.) Times Reflow soldering 245±15above 180℃time 40~703Lead Free ★Wave soldering 260±53~52~3★Manual soldering 350±10 2~5 2~3 Remark:★SWT Instance Soldering Process APPEARANCE UNIT:mm
版次修订日期修订记事修订1 A0 2008-07-15 初版做成熊伟
版次 修订日期 修订记事 修订 确认 承认 受控印章 1 A0 2008-07-15 初版做成 熊伟 2008-08-01 测试电压应校准通常为50mV ，但最高不要超过3V ； 蜂鸣片的测量点应在波节附近，以蜂鸣片的等效电阻最小值的一点为准；（通常对于直径为
修订 版次修订日期修订记事修订确认承认受控印章生效日期1 A0 2008-07-15 初版做成熊伟 2008-08-01 的蜂鸣片，波节点选择在瓷片边缘1mm左右的位置）；按图-1接入测试夹具置开关K在1的位置，调节音频信号发生器，校准测试输入电压。置开关K在2的位置，将测试夹具置两尖端夹住蜂鸣片测量点位置（或直接夹住蜂鸣片引出导线），然后调节音频信号发生器的输出频率，使毫伏电压表指示的电压为最大，此时频率计所显示的频率为该蜂鸣片的谐振频率。 4.3.2 等效阻抗Z R：测试电路同4.3.1， 将开关K在2的位置，调节可变电阻箱的阻值，使毫伏电压表指示达到谐振频率的最大值，这时可变电阻箱上读出的阻值，即为蜂鸣片的等效电阻。 4.3.3 主电极静电容量C P：通常以测试频率为120Hz,测试电压不超过1V的电容电桥（RLC表）进行测量。4.3.4 次电极静电容量C S：方法同4.3.3 4.3.5 主次电极的极性P： 参照图-4 电极的极性测试示意图； 将低频示波器(OSCILLOSCOPE)的"TIME/DIV"设置为"0.5ms";"VOLTS/DIV"设置为"1V"或合适的量程； 将待测蜂鸣片平放置于绝缘带缓冲性材料(比如:海绵)上； 用示波器引出线负极(GND端)接金属基片;探头(正极)接触到蜂鸣片主或次电极(银浆层),然后轻轻往下压,观察示波器,波形由初始位置0向下移动至1,轻轻移开探头,观察示波器,波形由1向上移动至初始位置0,由于惯性作用波形继续向上至2位置，再由2位置向下回到初始位置0。重复2次,现象均应相同. 符合上述描述的蜂鸣片主电极极性为"+".为合格品,反之(波形向相反方向移动)为不合格品； 4.3.6 压电陶瓷片粘接强度：用一根直径与压电陶压电陶瓷片相同的圆柱体金属棒,长度为60mm左右，把蜂鸣 片的金属面贴在金属棒的曲面上，将其压弯至与曲面相吻合后，检查外观；蜂鸣片经折弯后,应无压电陶瓷片脱落和翘起现象,但允许龟裂。 4.3.7 银层焊接强度：在样品银层面上，在导线上施加250g负荷，负荷时间为10s,焊点不可剥离或脱落，银 层无机械损伤。 4.3.8 自由跌落：将蜂鸣片放置在水平位置，金属片的一面朝下，从1000mm高度自由跌落至硬木板上，跌落 二次后，检查外观并测量电性能；蜂鸣片经自由跌落试验后,无脱胶及压电陶瓷片碎裂等机械损伤；4.3.9 绝缘电阻：测试电压为50V,用误差小于10%的绝缘电阻表测量,1分钟后读取绝缘电阻值；要求蜂鸣片 的绝缘电阻应不低于100MΩ。 4.4标志、包装、运输、贮存 4.4.1标志：蜂鸣片上应清晰标明:制造厂商标、型号、生产日期，由于尺寸限制不能完全标志时，应按相应的 详细规范规定标志，但应在包装上完全标志； 4.4.2内包装：内包装盒应在运输、贮存整个过程中，为防止蜂鸣片变质和物理损伤提供足够的保护。内包装 盒内只能装同一品种的产品，并应放上盖有质量部门的印章的合格证。内包装盒上应标明： [1].制造厂名称和商标； [2].产品名称和型号； [3].产品数量和生产日期； [4].包装人姓名和代号。
【最新整理，下载后即可编辑】 蜂鸣器知识汇总 1)蜂鸣器的介绍 1．蜂鸣器的作用蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。 2．蜂鸣器的分类蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。 3．蜂鸣器的电路图形符号蜂鸣器在电路中用字母“H”或“HA”（旧标准用“FM”、“LB”、“JD”等）表示。 2)蜂鸣器的分类 蜂鸣器根据结构不同分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器； 无论是压电式蜂鸣器还是电磁式蜂鸣器，都有有源和无源的区分，其中，“有源”是指蜂鸣器本身内含驱动了，直接给它一定的电压就可以响；“无源”是需要靠外部的驱动才可以响的 1.蜂鸣器的结构原理 压电式蜂鸣器：以压电陶瓷的压电效应，来带动金属片的振动而发声，主要由多谐振荡器、压电蜂鸣片、阻抗匹配器及共鸣箱、外壳等组成。有的压电式蜂鸣器外壳上还装有发光二极管。多谐振荡器由晶体管或集成电路构成。当接通电源后（1.5~15V直流工作电压）,多谐振荡器起振,输出 1.5~ 2.5kHZ的音频信号，阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声。
压电蜂鸣片由锆钛酸铅或铌镁酸铅压电陶瓷材料制成。在陶瓷片的两面镀上银电极，经极化和老化处理后，再与黄铜片或不锈钢片粘在一起。 压电式蜂鸣器需要比较高的电压才能有足够的音压,一般建议为9V以上。压电的有些规格，可以达到120dB以上，较大尺寸的也很容易达到100dB 电磁式蜂鸣器：用电磁的原理，通电时将金属振动膜吸下，不通电时依振动膜的弹力弹回，由振荡器、电磁线圈、磁铁、振动膜片及外壳等组成。接通电源后，振荡器产生的音频信号电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场。振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互作用下，周期性地振动发声。 用1.5V就可以发出85dB以上的音压了，唯消耗电流会大大的高于压电式蜂鸣器， 2.有源蜂鸣器和无源蜂鸣器 有源蜂鸣器直接接上额定电源(新的蜂鸣器在标签上都有注明)就可连续发声，有源蜂鸣器工作的理想信号是直流电，通常标示为VDC、VDD等。因为蜂鸣器内部有一简单的振荡电路，能将恒定的直流电转化成一定频率的脉冲信号，从面实出磁场交变，带动钼片振动发音。 但是在某些有源蜂鸣器在特定的交流信号下也可以工作，只是对交流信号的电压和频率要求很高，此种工作方式一般不采用。 无源蜂鸣器则和电磁扬声器一样，需要接在音频输出电路中才能发声，原因在于内部没有驱动电路。无源蜂鸣器工作的理想信号方波。如果给预直流信号蜂鸣器是不响应的，因为磁路恒定，钼片不能振动发音。有些公司和工厂称为讯响器，国标中称为声响器。 3.外观区分有源蜂鸣器和无源蜂鸣器
有源无源蜂鸣器和动圈喇叭压电陶瓷蜂鸣片的原理差异分析 蜂鸣器: 主要分为压电式，电磁式，机械式，有分无源和有源的区别。 动圈喇叭：普通的是永磁场中的线圈带动纸盆振动发声，直流电阻几乎是0，交流阻抗一般几欧到十几欧。 压电蜂鸣片是将高压极压化后的压电陶瓷片黏贴于振动金属片上。当添加交流电压后,会因为压电效应,而生成机械变形伸展及收缩，利用此特性使金属片振动而发出声响。 现在很常用的是一种有源蜂鸣器，内部有振荡、驱动电路。加电源就可以响。优点是用起来省事，缺点是频率固定了，就只一个单音。当然，有源蜂鸣器还有分间断音和连续音的区别，间断音要比连续音的价格贵了很多，因为两者驱动线路不同的缘故。 有源蜂鸣器和无源蜂鸣器的差别主要差别为：有源蜂鸣器和无源蜂鸣器的根本区别是产品对输入信号的要求不一样；有源蜂鸣器工作的理想信号是直流电，通常标示为VDC、VDD等。因为蜂鸣器内部有一简单的振荡电路，能将恒定的直流电转化成一定频率的脉冲信号，从面实出磁场交变，带动钼片振动发
音。但是某些有源蜂鸣器在特定的交流信号下也可以工作，只是对交流信号的电压和频率要求很高，此种工作方式一般不采用。而无源蜂鸣器没有内部驱动电路，有些公司和工厂称为讯响器，国标中称为声响器。无源蜂鸣器工作的理想信号方波。如果给预直流信号蜂鸣器是不响应的，因为磁路恒定，钼片不能振动发音。 实例中，把驱动方式给为交流驱动（PWM输出）控制，频率选为5kHz。 在实际使用蜂鸣器时，区分是有源还是无源蜂鸣器，电磁式还是压电式。 对于后者，他们的区别是： 电磁无源蜂鸣属于感性负载器件，理想输入是正向方波通常记作：VO-P。压无源蜂鸣属于容性负载器件，理想输入是双向方波通常记作：VP-P。但是如果IC是反向器4049等，取一非门的输入和输出接蜂鸣器也是很理想的，只是有时IC 的输出功率太小，声音达不到预期要求。如果蜂鸣器是作为高声压报警用的，普通的两引脚电感还不能满足要求，一般会采用三脚抽头电感，一般为10倍的升压比，有些高声压110dB 以上的可能要用小功率变压器实现升压。 他们的工作原理是： 无源电磁蜂鸣器工作原理是：交流信号通过绕在支架上的线包在支架的芯柱上产生一交变的磁通，交变的磁通和磁环恒
蜂鸣器知识汇总 1)蜂鸣器的介绍 1．蜂鸣器的作用蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。 2．蜂鸣器的分类蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。 3．蜂鸣器的电路图形符号蜂鸣器在电路中用字母“H”或“HA”（旧标准用“FM”、“LB”、“JD”等）表示。 2)蜂鸣器的分类 蜂鸣器根据结构不同分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器；无论是压电式蜂鸣器还是电磁式蜂鸣器，都有有源和无源的区分，其中，“有源”是指蜂鸣器本身内含驱动了，直接给它一定的电压就可以响；“无源”是需要靠外部的驱动才可以响的 1.蜂鸣器的结构原理 压电式蜂鸣器：以压电陶瓷的压电效应，来带动金属片的振动而发声，主要由多谐振荡器、压电蜂鸣片、阻抗匹配器及共鸣箱、外壳等组成。有的压电式蜂鸣器外壳上还装有发光二极管。多谐振荡器由晶体管或集成电路构成。当接通电源后（1.5~15V直流工作电压）,多谐振荡器起振,输出1.5~2.5kHZ的音频信号，阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声。 压电蜂鸣片由锆钛酸铅或铌镁酸铅压电陶瓷材料制成。在陶瓷片的两面镀上银电极，经极化和老化处理后，再与黄铜片或不锈钢片粘在一起。 压电式蜂鸣器需要比较高的电压才能有足够的音压,一般建议为9V以上。压电的有些规格，可以达到120dB以上，较大尺寸的也很容易达到100dB 电磁式蜂鸣器：用电磁的原理，通电时将金属振动膜吸下，不通电时依振动膜的弹力弹回，由振荡器、电磁线圈、磁铁、振动膜片及外壳等组成。接通电源后，振荡器产生的音频信号电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场。振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互作用下，周期性地振动发声。 用1.5V就可以发出85dB以上的音压了，唯消耗电流会大大的高于压电式蜂鸣器， 2.有源蜂鸣器和无源蜂鸣器 有源蜂鸣器直接接上额定电源(新的蜂鸣器在标签上都有注明)就可连续发声，有源蜂鸣器工作的理想信号是直流电，通常标示为VDC、VDD等。因为蜂鸣器内部有一简单的振荡电路，能将恒定的直流电转化成一定频率的脉冲信号，从面实出磁场交变，带动钼片振动发音。
本技术新型公开了一种新型焊接方式的蜂鸣片引线，包括蜂鸣片本体和引线，所述蜂鸣片本体由压电陶瓷片和金属基片组成，压电陶瓷片连带银电极一体式粘贴在金属基片上；所述蜂鸣片本体上还焊接有引线，引线分别对应焊接在压电陶瓷片和金属基片上；本新型焊接方式的蜂鸣片引线，引入一种新技术的低温焊锡丝进行焊接试验，它是一种环保Sn42/Bi58合金的焊锡丝，焊接温度低至170摄氏度，远低于300多度的普通环保焊锡丝，可有效保护超薄型蜂鸣片，附带损伤低，不会因焊接带来品质问题；而且，这种低温焊锡丝不带助焊膏，通过调配环保助焊溶剂，辅助焊接，外观漂亮、环保。 技术要求 1.一种新型焊接方式的蜂鸣片引线，包括蜂鸣片本体(1)和引线(4)，其特征在于：所述蜂鸣片本体(1)由压电陶瓷片(2)和金属基片(3)组成；所述压电陶瓷片(2)的厚度设置为0.05mm，其面积小于金属基片(3)的面积，在压电陶瓷片(2)的正反两表面还 均印刷有银电极(21)；所述压电陶瓷片(2)连带银电极(21)一体式粘贴在金属基片(3)上；所述蜂鸣片本体(1)上还焊接有引线(4)，引线(4)采用不带助焊膏的环保Sn42/Bi58合金的焊锡丝，其分为红引线(41)和黑引线(42)；所述红引线(41)对应焊接在压电陶瓷片(2)一面的银电极(21)上，黑引线(42)对应焊接在金属基片(3)上；所述红引线(41)在与压电陶瓷片(2)的焊接处以及黑引线(42)与金属基片(3)的焊接处均留有圆润型的焊点(5)。 2.根据权利要求1所述的一种新型焊接方式的蜂鸣片引线，其特征在于：所述银电极(21)采用银浆作为电极材料，并均匀印 刷在压电陶瓷片(2)上。 3.根据权利要求1所述的一种新型焊接方式的蜂鸣片引线，其特征在于：所述引线(4)通过在环保低腐蚀的助焊溶剂中加入松香溶解，并配合Sn42/Bi58低温焊锡丝一体合金铸造而成。 4.根据权利要求1所述的一种新型焊接方式的蜂鸣片引线，其特征在于：所述金属基片(3)选用黄铜片或不锈钢片。 说明书 一种新型焊接方式的蜂鸣片引线 技术领域 本技术新型涉及蜂鸣片焊接技术领域，具体为一种新型焊接方式的蜂鸣片引线。 背景技术 压电蜂鸣片是一种利用压电陶瓷压电效应工作发声的电子产品，它因为具有功耗低、成本低、可靠性高、耐恶劣的工作环境、不易受电磁干扰等优点，故而广泛应用于家用电器、机器设备、车辆防盗、家居安防等工作领域。现压电蜂鸣片的结构是将压电陶瓷片粘贴在金属基片上面(一般是铜片或者不锈钢片)，压电陶瓷片两个表面印刷有银浆作为电极材料。当高 频交流电信号加载到蜂鸣片上时，压电陶瓷片因为压电效应而产生相应有规律的几何形变，带动金属基片震动，产生声 音；压电效应为某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面 上出现正负相反的电荷。当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态，这种现象称为正压电效应。当作用力的方向改变 时，电荷的极性也随之改变。相反，当在电介质的极化方向上施加电场，这些电介质也会发生变形，电场去掉后，电介质 的变形随之消失，这种现象称为逆压电效应。压电陶瓷蜂鸣片正是依靠逆压电效应原理工作的。
汽车蜂鸣器技术规范 本标准适用于标称电压为6V，12V及24V的各类汽车用触点式报警蜂鸣器。 1 型式和尺寸 1．1 蜂鸣器的结构型式为封闭式、电磁触点型。 1．2 蜂鸣器为短时定额工作制。 其使用范围分类如下： A 类：频繁使用的蜂鸣器，加速度警告，转向信号警告，公共汽车门开关警告、自卸车警告等。 B 类：经常使用的蜂鸣器，如发动机油压警告，气压警告，水温警告等。 1．3 蜂鸣器安装尺寸应符合客户规定的要求。 1．4 蜂鸣器分单线制及双线制两种。 2 技术要求 2．1 蜂鸣器除符合本标准要求外，还应符合JB 2261-77《汽车拖拉机用电气设备基本技术条件》的有关规定，并按照规定程序批准的图样及文件制造。 2．2 基本性能 蜂鸣器在试验电压下的基本参数应符合表2规定。
2．3 电压变化 2．3．1 蜂鸣器在按表3规定的输入电压范围内工作时，发音应正常不应有尖叫、颤音、振扰、沙哑和声明显不符合这类产品声音特性的声响。表3 2．3．2 蜂鸣器输入按表3规定的下限电压时，允许声压级比表2规定的最低值降低5dB（A）。 2．4 绝缘电阻 双线制蜂鸣器的导电引出线与安装支架之间的绝缘电阻应不少于200MΩ。 2．5 耐振性 蜂鸣器按下列规定进行试验后，不应有机械损伤和紧固部分松动的现象，性能仍应符合2.2及2.3条规定。 a．耐振动能力：频率3000周／分最大加速度5g，振动时间4h； b．耐冲击能力：最大加速度10g冲击次数10000次。2．6 耐温性 蜂鸣器应能在周围空气温度-40℃～55℃范围内工作，当在高温55℃及低温-40℃时，允许其声压级比表2规定的最低值降低5dB（A），恢复到常温时，仍应符合2.2及2.3条规定。2．7 耐潮性
直径兆压电陶瓷雾化片规格书
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20直径微孔雾化片规格书 File Code : PIEZO BUZZERS SPECIFICATION Customer: Part No: Product: Piezoelectric Buzzers SWT Part No: 8D20-1650A(不锈钢) Technical Terms 雾化量(cc/hrs) ≥400 寿命(Hrs) ≥5000 静电容(PF) 1500±30% 谐振频率(MHz) 1.65±0.07 谐振阻抗(Ω) ≤5 压电常数D33(C/N) ≥250 工作水质饮用水,纯净水 湿度(%) ≤70 最大工作电压(V) ≤36 最大工作温度(℃) ≤85 APPEARANCE UNIT：mm
一、测试线路 二、常温测试条件 1、环境温度：20±5℃； 2、相对湿度：45％～80％； 3、大气压力：86～106kPa。 三、项目及试验方法 项目要求试验方法 结构、外形尺寸符合产品技术条件用精度不低于0.02mm的测量工具测量 外观质量应平整、清洁、无明显 机械损伤 用目测法，按产品技术条件并参照样件检测 谐振频率符合常温特性要求1、测试设备要求： a、振荡器：频率瞬时稳定度高于待测频率的精度，输出波形为正弦波，谐波失真度抑制大于30dB。 b、频率计：测量误差不大于5Hz输入阻抗远大于振荡器输出阻抗，且不影响振荡器输出电平，输入电容不大于50pF； c、电压表：输入阻抗高，输入电容不大于40pF，频率范围高于所测频率，输出稳定，灵敏度高； d、可变电阻箱：最小刻度值为0.1Ω，使用频率大于200kHz； e、屏蔽盒及支架：连接线用短屏蔽线，接插件用调频电缆插头，夹具的夹持力要小，且保持接触良好，夹具头与待测样件接触面直径为0.3～1.0mm，支架分布电容小，绝缘性好。 2、测试方法： a、按测试线路五连接好仪表，开关与待测样件连接； b、调节振荡器频率输出，使电压表指示最大值，此时频率计显示为该待测样件的谐振频率值。 1 2 82Ω82Ω 5 1、振荡器； 2、频率计； 3、可变电阻箱；
DESIGN OF A "HELMHOLTZ" RESONATING CASE FOR A PIEZO BENDER Overview When a piezoelectric element is supported in an Edge or Nodal mode, and has no case or tuned enclosure, the resulting sound pressure level (SPL) produced is very low. This is because the acoustical impedance of the piezoelectric element does not match that of any open air loading. However, by constructing a HELMHOLTZ resonating case and by using proper mounting techniques, the acoustical impedance of the piezo element and the encased air can be more closely matched to that of open air. Mounting The mode of mounting influences the resonant frequency, impedance, bandwidth and resulting sound pressure level. Mounting a piezoelectric bender at its nodal circle results in lowest bender impedance, highest resonating frequency, narrow bandwidth and highest sound pressure level. Mounting a piezoelectric bender at its edge results in higher bender impedance, lower resonating frequency, broader bandwidth and lower sound pressure level. Resonator The highest sound pressure levels are obtained when the piezoelectric element excites a resonator with a resonant frequency equal to the resonant frequency of the piezoelectric element regardless of the mounting method chosen. The following equation can be used to design such a resonator, known as a "Helmholtz Resonator". Helmholtz Resonator Where: fo = Resonant frequency of Helmholtz cavity in Hz C = Constant - Velocity of sound @ 344 m/sec @ 24°C h = Resonator cavity in height in meters D = Resonator cavity (support) diameter in meters d = Sound emitting hol e diameter in meters t = Sound emitting hole length in meters K = Constant - @ 1.5 N = Number of sound emitting holes p = Constant - @ 3.14 2p = Constant - @ 6.28 a = Constant - @ 4.0 fB = Bender vibrating plate diameter in inches fA = 0.65 (fB) Bender nodal mount diameter in inches fn = Bender nodal mounted resonant frequency fe = 0.64 (fn) Bender edge mounted resonant frequency
IQC检验标准书 文件编号：WI-QC-IQC-046 版本： B 制作日期：2008-5-16 品名蜂鸣片抽样标准 MIL-STD-105E-II AQL：CR：0.01 MAJ：0.25 MIN：0.4 检验环境: 光线明亮(单支40w 光管1m范围内),距 离30-45cm 检验阶段: 进料检验 项目检验标准不良现象检验工具 判定 CR MAJ MIN 1 外观1、本体完整、表面清洁 2、极性标识正确、极间不可开路或 短路 3、颜色以样品与图纸要求为准 1、划痕、脏污、颜色不符、有明显色 差 目视 X 2、本体有批锋、破损、开裂、翘起、 镀层脱落、氧化、生锈、变形 3、极性标识错误、极间开路、短路 X 2 尺寸 规格 1、主尺寸及规格参见承认书 2、同心度≤0.8mm 1、规格尺寸不符 2、同心度＞0.8mm 卡尺/ 目视 X 3 上锡 测试 用温度为350℃±10℃烙铁对其焊盘 作上锡试验（3秒），其上锡处应上锡 良好 不上锡、难上锡 烙铁/ 目视 X 4 机械 特性 将UL1007 26AWG 线材的一端焊于 蜂鸣片芯片上，另一端挂在推拉力计 上均衡用力对拉，垂直拉力≥0.6KG、 水平拉力≥2KG，芯片、焊点不可脱 落 垂直拉力＜0.6KG、水平拉力＜2KG 时，芯片或焊点脱落 推拉力计 /目视 X 5 电气 特性 1、将蜂鸣片装入测试架，用示波器 对其进行测试，波形相位应与承 认书相符（如有标明定向极性， 需特别注意，未标明定向极性时 可不测此项目） 2、将蜂鸣片装入相应老化测试架， 通电测试2H应工作正常。 1、波形相位反 2、达不到老化时间、蜂鸣片开裂、打 火花、无声音 电源/测 试架/示 波器/目 视 X 6 实配将蜂鸣片装入相对应的产品中应实 配良好 无法装入、难装入 相关配件 /目视 X 7 包装 方式 1、能防震、防潮、防尘 2、外包装标签与实物必须一致 包装不符、来料错误目视X 备注：第3、4、5、6项按S-1进行抽样 第一次修改年月日修改内容制定审核核准第二次修改年月日姜伟
直径12mm 频率9kHz压电蜂鸣片规格书 No:Product: Piezoelectric elementsSWT Part No:3B12+9、0TEAWC 一、ConfigurationAppearance and dimension: see the drawing MaterialPiezoelectricConfiguration1:plane√2:discalElectr ode formA: fullness √ B: feedbackMetal materialB: brass √ S: stainless steel N: nickel二，Electrical specification Resonant frequency (kHz)Fs=9、01、0 Resonant impedance (Ω) Rr≤500Ω Capacitance at120Hz (NF)Co =1030%Standard Test ConditionsTemperature：251℃ Humidity：45%～75%Air Pressure：86～106kPa Operating temperature (℃)-20～+70 Storage temperature (℃)-30～+80Piezoelectric elements Manual Soldering processSoldering ParameterTemp、( ℃)Time(Sec、)TimesLead Free★silver electrode300102 second or less、1~2★metal plate330203 second or less、1~2Solder Dot: Diameter MAX3、0mm, High MAX1、5mm, Soldering sequence: 1、silver electrode
压电陶瓷片用作把电信号转变为声音；驻极体话筒用作接收声音转变成电信号。 制作声控开关应该使用驻极体话筒，型号不受限制。 另外，家用OK那种话筒一般是动圈式，体积较大、阻抗小于驻极体话筒。 CZ25437-0038-0001] 一种以Ni-Cu膜为基底的压电陶瓷频率元器件芯片 [摘要] 本实用新型公开了一种以Ni-Cu膜为基底的压电陶瓷频率元器件芯片，包括陶瓷基片，Ni-Cu膜、Ag膜，其主要特征在于陶瓷基片镀Ni-Cu膜基底后再镀Ag膜而成。本实用新型的优点是镀膜质量高，附着力强，能适应无铅焊接工艺要求，产品能满足含铅元器件限制国家安全环保要求。 [CZ25437-0015-0002] 以压电材料片为压力传感元件的陶瓷电热塞点火装置 [摘要] 以压电材料片为压力传感元件的陶瓷电热塞点火装置，属于内燃机点火塞技术领域。所要解决的技术问题是提供一种从电热塞中心孔进气以压电材料片为压力传感元件的陶瓷电热塞点火装置。解决其技术问题的技术方案，包含陶瓷电热体、点火装置外筒、导电环、内管、绝缘垫、压电材料片；导电环装在陶瓷电热体下段外面，点火装置外筒内孔上段装在导电环外面；点火装置装在汽缸点火塞安装孔中，陶瓷电热体伸入汽缸内；绝缘垫装在点火装置外筒内孔中段上，内管位于陶瓷电热体中心孔下段与绝缘垫之间；压电材料片装在绝缘垫中；信号引出线与压电材料片信号输出端连接。点火电源与陶瓷电热体外电阻层和内导电层连接。 [CZ25437-0011-0003] 永久性压电陶瓷晶片换能器 一种永久性压电陶瓷晶片换能器，属于压电器件技术领域。本实用新型是由压电陶瓷晶片１、圆柱壳体２及其底板３、隔仓板４、二个金属环５、电解液６、导线７构成。本实用新型是以电解液６作为压电导瓷晶片换能器的电极，不存在压电导瓷晶片１两极面的金属电极腐蚀剥落问题，保证了压电陶瓷晶片１的永久性使用。本实用新型结构简单，构思新颖，安全可靠，寿命永久，成本低廉，是一种较为理想的压电陶瓷晶片换能器。 [CZ25437-0035-0004] 一种低压驱动压电陶瓷雾化片的雾化器 [摘要] 一种低压驱动压电陶瓷雾化片的雾化器，主要解决雾化器低压驱动的技术问题，采用的技术方案是，雾化器的驱动电路，包括电源电路、雾化片驱动电路和脉冲发生控制电路，电源电路的输出端分别与雾化片驱动电路的电源端和脉冲发生控制电路的电源端连接，脉冲发生控制电路的输出端与雾化片驱动电路的控制端连接，电源电路的电源电压为0.7V至5V 之间的低压电源。电源电路给脉冲发生控制电路和雾化片驱动电路供电。脉冲发生控制电路输出脉冲信号控制雾化片驱动电路，使其产生交流电流，驱动雾化片工作。本实用新型可以大大减小雾化器的电源体积，给雾化器的整体设计带来方便，使雾化器的整体做得更加小巧精致，适用于客厅、卧室或车内使用。 [CZ25437-0036-0005] 叠层共烧压电陶瓷蜂鸣片 [摘要] 本实用新型涉及一种电声产品，尤其是一种叠层共烧压电陶瓷蜂鸣片。具有由压电陶瓷谐振体和金属基片，银层电极在压电陶瓷谐振片的两面，压电陶瓷谐振体胶合在金属基片的单面或双面，压电陶瓷谐振体由两片或以上的压电陶瓷谐振片通过银层电极并联连接共烧而成。本实用新型的有益效果是，两层或以上的压电陶瓷谐振片采用并联连接，扩大电容量，降低容抗，增大耐压，提高微位移量，提高灵敏度，有利于缩小产品体积。 [CZ25437-0020-0006] 多层片状压电陶瓷自耦合式降压变压器及其制作方法 [摘要] 一种多层片状压电陶瓷自耦合式降压变压器及其制作方法，其特征在于：多层片状自耦合式压电陶瓷降压变压器是由作为电压输入的二组多层压电陶瓷1和夹在这二组多层陶瓷之间作为输出端的一组多层压电陶瓷2组成变压器的。其中变压器的多层压电陶瓷采用轧膜和流延方法经多层共烧结制。该变压器具有体积小、输入和输出端不共地连接、结构设
东莞思威特电子压电无源蜂鸣器规格书 22MM*7.5MM5V2000HZ Customer:Part No: Product:Piezoelectric Buzzers SWT Part No:PSE2275+2005PA Technical Terms Rated Voltage(Vp-p)5 Operating Voltage(Vp-p)1～25 Max.Current Consumption(mA)3 Min.Sound Output at10cm(dB)85（at5Vp-p square wave2.0kHZ）Resonant Frequency(KHZ) 2.0±0.5 Capacitance at120Hz(nF)30±30% Standard Test Conditions Temperature：25±1℃Humidity：45%～75% Air Pressure：86～106kPa Operating Temperature(℃)-20∽+60 Storage Temperature(℃)-30∽+70 Dimensions(mm)See the Drawing Housing Material PPO Weight(g) 2.5 Buzzer Soldering process Soldering Parameter Temp.(℃)Time(Sec.)Times Lead Free Reflow soldering245±15above180℃time40~703★Wave soldering260±54~82~3★Manual soldering350±102~52~3 Remark:★SWT Instance Soldering Process APPEARANCE UNIT:mm
蜂鸣器检验规范 1、目的 本检验规范为了进一步提高蜂鸣器的质量，在蜂鸣器进料时严格把关，特制定出适应本公司的蜂鸣器检验标准，为蜂鸣器检验提供科学、客观的方法。对于某些无法用定量表明的缺陷，用供需双方制订的检验标准和封样的办法加以解决。 2、适用范围 本检验规范适用于我司对外所有采购之电磁式蜂鸣器的检验及验收。 3、参照文件 本检验规范参照《IQC作业操作规程》、《原材料外观检验规范》等。 4、内容 4．1检验工具 卡尺、烙铁、锡线、CL6013、洗板水TF-3000、测试工装。 4．2术语 1) 蜂鸣器分类：按工作原理分为压电式和电磁式两大类。 2) 压电式蜂鸣器：采用压电陶瓷片制成，当给压电陶瓷片加音频信号时，在逆压电效应作用下，陶瓷片将随音频信号的频率发生机械振动，从而发出声响。 3）电磁式蜂鸣器：由磁铁、线圈和振动膜片等组成，当音频电流流过线圈时，线圈产生磁场，振动膜则以音频信号相同的同期被吸合和释放，产生机械振动，并在共鸣腔的作用下发出声响。4）蜂鸣器音源类型：分有源和无源两大类。“有源”的蜂鸣器内部装有集成电路，不需音频驱动电路，只要接通直流电源就能直接发出声响；“无源”只有外加音频驱动信号才能发出声响。5）起动电流：蜂鸣器从无声到发出一定程度声响时的电流。 4．3检验项目及检验方法 4．3．1外观 4．3．1．1外包装箱应规范、整洁，并具有产品标识，应无破损、污物等不良现象。4．3．1．2产品标签清晰，内容应注明物料名称、规格型号、数量、生产日期、产品厂家等标识。 4．3．1．3蜂鸣器表面清洁，无破损、污脏、变形及其它机械损坏，颜色一致，并具有规格型号、极性标识。 4．3．1．4规格型号、极性标识等标识应清晰，字符标识残缺不低于整个字符四分之三，无未标示、标示不清等不良现象。 4．3．1．5引脚镀层均匀、光泽，无氧化、发黑、破损等不良现象。 4．3．2尺寸 4．3．2．1尺寸用卡尺检测。用卡尺测量蜂鸣器本体尺寸、引脚间距、引脚尺寸。 4．3．2．2试配。与其对应的PCB板进行试配。 4．3．3特性 4．3．3．1声响：用CL6013加工作电压（分别加最小工作电压、额定电压、最大工作电压）并测试回路电流，再在回路中串电位器用于调节回路电流，调节电位器，使回路电流缓慢上升，当