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技术前沿

一体共烧工艺:航天级压电陶瓷国产化的关键一步

2026-08-07 04:0012 次浏览

自建流延工艺与一体共烧工艺开发线,已完成 12mm 厚度叠堆的一体共烧工艺试验,在成本与可靠性上对标传统工艺。

一体共烧工艺:航天级压电陶瓷国产化的关键一步

压电陶瓷叠堆是精密驱动与高精度定位系统中的核心执行元件,广泛应用于航天、半导体与精密光学等对可靠性要求苛刻的领域。长期以来,这类器件的制造主要依赖多片叠合后再粘接的传统工艺,工序多、一致性弱,制约了国产器件在高端场景中的规模化应用。

传统工艺的痛点:粘接层的局限

传统压电叠堆采用逐层涂胶、加压固化的方式将陶瓷片粘合在一起。粘接层虽然简单直观,却带来了三个难以回避的问题:一是粘接界面在温度与振动载荷下易产生蠕变与疲劳,影响器件长期可靠性;二是胶层厚度难以精确控制,导致批次间一致性差,批量装配效率低;三是粘接工艺对洁净度和操作经验依赖高,生产周期长、成本居高不下。

这些短板在航天与高端工业场景中被进一步放大——器件需要在严苛环境下稳定工作数年,任何粘接界面的微缺陷都可能成为失效源。

压电叠堆器件

一体共烧:整体成型的另一种路径

与传统粘接工艺不同,一体共烧工艺将陶瓷粉料制成流延膜片后,直接叠层、压合、烧结为一体,界面处不再依赖有机粘接层,而是通过烧结实现陶瓷晶粒间的紧密连接。这一思路带来了三个层面的优势:

整体性好,可靠性更高

一体共烧成型的叠堆为整体结构,不存在粘接界面这一薄弱环节,抗疲劳与抗冲击能力更强,更适配振动与温度交变频繁的航天级应用场景。

一致性强,便于规模化

流延膜片厚度可控、叠层工艺重复性好,批次间一致性优于手工粘接,为量产与自动化的衔接奠定了基础。

工序精简,成本更优

省去逐片涂胶与加压固化环节,缩短生产周期,降低对人工经验的依赖,整体制造成本具备对标传统工艺的潜力。

流延共烧工艺开发

自建开发线:从配方到流延

围绕一体共烧路线,公司自主建设了流延工艺与一体共烧工艺两条开发线。2025 年 1 月,流延工艺开发线建成投产,聚焦膜片配方与成型稳定性;同年 6 月,完成了配方与流延工艺的研发,打通了从粉料到膜片的完整工艺链路。

12mm 叠堆试验:阶段里程碑

在此基础上,公司完成了 12mm 厚度叠堆的一体共烧工艺试验,验证了厚叠堆在共烧条件下的结构完整性与工艺可行性,为后续更大尺寸、更复杂结构的器件开发积累了关键工艺数据。

国产化的意义

一体共烧工艺的成功开发,意味着国产压电叠堆在制造路线上多了一条不依赖传统粘接的可靠选择。从材料配方到工艺装备的自主可控,正在推动航天级压电陶瓷从实验室走向工程化、规模化,为高端装备核心元器件的自主保障提供了新的支撑。

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