劃片切割機(jī)切割壓電陶瓷片

壓電陶瓷是一類具有壓電特性的電子陶瓷材料。PZT 壓電陶瓷(鋯鈦酸鉛)： 其中 P 是鉛元素 Pb 的縮寫(xiě)，Z 是鋯元素 Zr 的縮寫(xiě)，T 是鈦元素 Ti 的縮寫(xiě)，（英 文 piezoelectric ceramic transducer），PZT 壓電陶瓷是一種柔性差，質(zhì)地脆 的壓電材料，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)我們選用金剛石鋸片或金剛石線鋸這樣適合切割脆性材料 的切割工具來(lái)切割。

實(shí)驗(yàn)材料：

鋯鈦酸鉛壓電陶瓷（PZT）：餅狀；尺寸：φ50×10 ㎜

實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>：在餅狀壓電陶瓷片上切割成 1.5×1.5×7 ㎜和 2×2×7 ㎜的形狀。 所選設(shè)備：科晶制造的 SYJ-400 CNC 劃片切割機(jī)和 MTI-3040 加熱平臺(tái) SYJ-400 優(yōu)勢(shì)：

 SYJ-400 CNC 劃片切割機(jī)是一款經(jīng)過(guò) CE 認(rèn)證的切割機(jī)，它主要適用于各種晶 體、陶瓷、玻璃、礦石、金屬等材料的劃片和切割。本機(jī)體積小，無(wú)需大面積空 間擺放。可用計(jì)算機(jī)（附帶 MTI 操作軟件）或單片機(jī)進(jìn)行控制，允許自行編制程 序，進(jìn)行切割。步進(jìn)電機(jī)定位精度可達(dá)到 0.01 ㎜，樣品工作臺(tái)可進(jìn)行 360°旋 轉(zhuǎn)，并配有十字夾具（90°定位模）、真空吸盤(pán)，是實(shí)驗(yàn)室及生產(chǎn)單位理想的精 密切割設(shè)備之一。

MTI-3040 加熱平臺(tái)優(yōu)點(diǎn)：MTI 系列加熱平臺(tái)是專為材料加工及材料研究實(shí)驗(yàn)室而 開(kāi)發(fā)，采用整體鑄造，單片機(jī)作為核心控制部件，尤為適用于對(duì)溫度敏感材料（如 晶體、半導(dǎo)體、陶瓷等）的加熱。

鋸片的選用：

 根據(jù)試樣材質(zhì)和實(shí)驗(yàn)的最終要求我們選用邊緣燒結(jié)、厚度為 3.03 ㎜的金剛 石鋸片（燒結(jié)金剛石鋸片的優(yōu)點(diǎn)：金剛石厚膜用滾壓研磨破壞的方法加工成平均 粒度為 32～37μm 的金剛石晶粒或直接利用高溫高壓法制得金剛石晶粒，把晶粒 粉末堆放到 WC-16wt%Co 合金上，然后用 Ta 箔將其隔離，在 5.5GPa、1500℃條 件下燒結(jié) 60 分鐘，制成金剛石燒結(jié)體，用此燒結(jié)體制成的刀具有很高的耐磨性。）

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：

 將φ50×10 ㎜的壓電陶瓷片、樹(shù)脂陶瓷墊塊、載物塊一同放到 MTI-3040 加 熱平臺(tái)上進(jìn)行預(yù)熱，待溫度升高到可以使石蠟融化的溫度后將石蠟涂抹到載物塊 和樹(shù)脂陶瓷塊的表面，壓電陶瓷塊的底部。涂抹后將壓電陶瓷塊、樹(shù)脂陶瓷墊塊、 載物塊依次摞起來(lái)。然后安裝在 SYJ-400 劃片切割機(jī)上對(duì)樣品進(jìn)行切割。將陶瓷 片用石蠟粘結(jié)在墊片上進(jìn)行切割的原因是，避免直接切割試樣片而切割到設(shè)備上 的工作臺(tái)

切割速度： 

切割速度根據(jù)試樣的材質(zhì)和設(shè)備的能力進(jìn)行綜合選擇，壓電陶瓷本身硬度不 高易于切割，因此我們選用 VX= 4 ㎜/min ； VZ =3 ㎜/min 的切割速度。

切割過(guò)程樣品裝配在切割機(jī)的方式如圖 4 所示，當(dāng)一個(gè)方向切割完畢后將載 物臺(tái)旋轉(zhuǎn) 90°進(jìn)行垂直方向上的切割。切割后的樣品如圖 5 所示。

切割過(guò)程中若沒(méi)有特殊要求，為延長(zhǎng)金剛石鋸片的使用壽命，防止陶瓷受熱 變脆而開(kāi)裂我們使用水對(duì)刀具和樣品進(jìn)行冷卻。