Processo di produzione della piezoceramica

Competenze comprovate nella produzione
della piezoceramica

CeramTec ha perfezionato i metodi e le tecniche del processo di produzione della piezoceramica nel corso dei svariati decenni.

I sistemi gestiti in conformità con le specifiche standard TS 16949 rappresentano la base di un sistema di produzione che soddisfa persino i requisiti di qualità più rigorosi nel settore della tecnologia automobilistica e di sicurezza. Un mix di oltre il 90% di componenti conformi alle specifiche dei clienti testimonia la flessibilità dei sistemi di produzione CeramTec, che realizza campioni e i provini con la stessa precisione dei componenti standardizzati prodotti in serie. A prescindere dalla diversità delle combinazioni di materiali formulate per soddisfare qualsiasi requisito, il processo di produzione della piezoceramica segue uno schema di base:

La produzione normalmente prevede un processo di preparazione della polvere, in cui vengono miscelate le materie prime ossidiche fino ad ottenere la composizione chimica definita del prodotto. Nelle fasi successive avviene la compattazione della polvere condizionata e un processo di lavorazione plastica, ad esempio pressatura a secco. Il componente grezzo in ceramica viene poi sinterizzato a temperature comprese tra 1.000°C e 1.300°C in un forno elettrico continuo di tipo a tunnel. Nel corso del processo di sinterizzazione, il prodotto sviluppa la propria struttura ceramica policristallina.

Il componente piezoceramico sinterizzato è rifinito meccanicamente mediante levigatura, lappatura, lucidatura e segatura, in modo da garantire che le sue dimensioni geometriche e la finitura superficiale rientrino entro le rigorose tolleranze specificate. Le dimensioni geometriche del prodotto e i coefficienti del materiale ne determinano le caratteristiche funzionali, quali la capacità elettrica o la frequenza di risonanza. Le connessioni elettriche vengono di solito realizzate applicando elettrodi in argento in un processo serigrafico, con successiva sinterizzazione a circa 600°C. Segue poi la fase di polarizzazione, in cui il prodotto è esposto a un campo elettrico in corrente continua (da 2 a 3 kV/mm) a temperature comprese tra 80°C e 140°C, fino a raggiungere il corretto orientamento dei dipoli all'interno della ceramica.

Nel corso dell'ispezione finale in uscita, vengono testati numerosi parametri del componente (ad es. dimensioni geometriche, resistenza ad adesione dello strato di metallizzazione in argento). Prima della spedizione vengono anche registrati i relativi dati piezoelettrici. I parametri da controllare e la severità delle condizioni di prova sono definiti assieme al cliente caso per caso. Le ispezioni condotte nel corso del processo e un processo di produzione conforme alla TS 16949 assicurano un elevato livello qualitativo anche in caso di grandi volumi.