一种织构化压电陶瓷叠层驱动器及其制备方法
阅读说明：本技术 一种织构化压电陶瓷叠层驱动器及其制备方法 (Textured piezoelectric ceramic laminated driver and preparation method thereof ) 是由 李飞 刘金凤 杨帅 王明文 乔辽 邱超锐 高翔宇 李景雷 徐卓 于 2020-12-29 设计创作，主要内容包括：本发明提供的一种织构化压电陶瓷叠层驱动器及其制备方法,包括以下步骤：步骤1,通过细晶压电陶瓷基体和片状模板制备得到陶瓷厚膜,将得到的陶瓷厚膜切成预设尺寸的方片结构,然后在方片结构的陶瓷厚膜的一表面刷上电极,得到刷有内电极的陶瓷厚膜；步骤2,将得到的刷有内电极的陶瓷厚膜按照电极交错的方式进行堆叠,得到陶瓷压电堆；步骤4,对得到的陶瓷压电堆依次进行排胶和烧结,得到烧结后的陶瓷压电堆；步骤5,在得到的烧结后的陶瓷压电堆的两侧面依次进行被电极、极化,得到织构化铅基压电叠层驱动器；本发明通过细晶压电陶瓷基体围绕片状模板定向生长获得各向异性的陶瓷,从而大幅提高陶瓷的压电性能。(The invention provides a textured piezoelectric ceramic laminated driver and a preparation method thereof, wherein the textured piezoelectric ceramic laminated driver comprises the following steps: step 1, preparing a ceramic thick film through a fine-grain piezoelectric ceramic matrix and a sheet template, cutting the obtained ceramic thick film into a square sheet structure with a preset size, and brushing an electrode on one surface of the ceramic thick film with the square sheet structure to obtain the ceramic thick film with an inner electrode; step 2, stacking the obtained ceramic thick film brushed with the inner electrode according to an electrode staggering mode to obtain a ceramic piezoelectric stack; step 4, sequentially carrying out glue removal and sintering on the obtained ceramic piezoelectric stack to obtain a sintered ceramic piezoelectric stack; step 5, performing electrode treatment and polarization on two side surfaces of the obtained sintered ceramic piezoelectric stack in sequence to obtain a textured lead-based piezoelectric laminated driver; the invention obtains anisotropic ceramics by the directional growth of the fine-grain piezoelectric ceramic matrix around the sheet template, thereby greatly improving the piezoelectric performance of the ceramics.)
技术领域
本发明属于压电陶瓷器件技术领域，特别涉及一种织构化压电陶瓷叠层驱动器及其制备方法。
背景技术
压电陶瓷是一种具有压电性的功能材料，可以实现电能和机械能的相互转换，被广泛运用于传感器、换能器、驱动器中。其中，压电驱动器由于响应速度快，驱动力大，功耗低，被应用于机械行业、精密器具、生物医学、光学、航空航天、机器人技术等多个领域。近年来，随着科学技术的不断发展，对体积小，应变大，位移大，驱动电压低的压电驱动器的需求非常迫切。目前，锆钛酸铅(PZT)基压电陶瓷是制作叠层压电驱动器的主要压电材料，但是其压电系数较低，输出应变小于0.1％。所以通过提高压电材料的性能或使用高性能介质材料是一个提高压电驱动器性能的有效方法。
弛豫铁电单晶具有超高的压电性能，虽然满足制作叠层驱动器的需求，可是由于其制作成本高，周期长，组分分凝严重，机械加工困难等因素很难达到实际应用水平。织构陶瓷是通过一定技术手段，使晶粒沿着某一方向生长所形成的陶瓷。质量越高的织构陶瓷各向异性程度越高，性能越接近单晶，同时也拥有陶瓷成分均匀，性能稳定，容易加工，低成本和成型多样性等优点，所以具有广阔的应用前景。
目前，叠层压电驱动器大都采用两种方法来制作：一种是将块状陶瓷或单晶按照一定尺寸切成薄片，然后在厚度方向喷涂电极并在一定条件下极化，再通过环氧树脂(有机粘合剂)按照极性相对的方式堆叠在一起，这种方法制作的驱动器机械性能较低，且加工困难，成本较高，粘接层对性能也有一定的影响；另一种是采用流延成型的方式，在陶瓷厚膜上刷上内电极，沿着厚度方向堆叠在一起再进行一体化烧结，这种方式制作的叠层驱动器成本较低，机械性能较高，且易于加工。所以第二种方式更有利于商业化推广。但是目前用于制作叠层驱动器的压电陶瓷性能普遍较低，为了满足日益增加的应用需求，压电陶瓷的性能需要进一步的提高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种织构化压电陶瓷叠层驱动器及其制备方法，解决了现有技术中采用压电陶瓷制备叠层驱动器存在的压电性能低、驱动电压高、驱动位移低及应变滞后大的缺陷。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
本发明提供的一种织构化压电陶瓷叠层驱动器的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，通过细晶压电陶瓷基体和片状模板制备得到陶瓷厚膜，将得到的陶瓷厚膜切成预设尺寸的方片结构，然后在方片结构的陶瓷厚膜的一表面刷上电极，得到刷有内电极的陶瓷厚膜；
步骤2，将得到的刷有内电极的陶瓷厚膜按照电极交错的方式进行堆叠，得到陶瓷压电堆；
步骤4，对得到的陶瓷压电堆依次进行排胶和烧结，得到烧结后的陶瓷压电堆；
步骤5，在得到的烧结后的陶瓷压电堆的两侧面依次进行被电极、极化，得到织构化铅基压电叠层驱动器。
优选地，步骤1中，通过细晶压电陶瓷基体和片状模板制备得到陶瓷厚膜，具体方法是：
将细晶压电陶瓷基体、片状模板、烧结助剂、溶剂、分散剂、粘结剂和塑性剂进行充分混合，获得流延浆料；其中，细晶压电陶瓷基体、烧结助剂、溶剂、分散剂、粘结剂和塑性剂与片状模板的质量比为(20-50)、(0.1-4.5)、(15-40)、(0.5-3.5)、(1-3)和(0.5-4)；
根据得到的流延浆料流延成型得到陶瓷厚膜。
优选地，烧结助剂为B2O3、CuO、ZnO、Li2CO3和Bi2O3中的一种或几种；溶剂为乙醇、二甲苯、乙醇、丁酮和乙酸乙酯中的一种或几种；分散剂为三油酸甘油酯、磷酸酯和熔鲱鱼油中的一种或几种；粘结剂为聚乙烯醇缩丁醛酯；塑性剂聚乙二醇、聚亚烷基二醇和邻苯二甲酸二丁酯中的一种或几种。
优选地，步骤1中，所述细晶压电陶瓷基体为ABO3型钙钛矿结构，且细晶压电陶瓷基体是通过固相烧结法制备得到。
优选地，步骤1中，压电陶瓷基体与片状模板的晶格互相匹配。
优选地，步骤4中，对得到的陶瓷压电堆依次进行排胶和烧结之前，先进行热单轴压和温水等静压处理，之后按照电极大小进行裁剪，得到陶瓷压电堆。
优选地，热单轴压和温水等静压的工艺参数均是：在15-100MPa压力下，50-80℃保持15-60min。
优选地，步骤4中，排胶和烧结的工艺参数分别是：
排胶温度为500-800℃，保温时间为2-10h；烧结温度为900-1500℃，保温时间为1-60h。
优选地，步骤5中，极化的工艺条件是：温度为25-300℃、时间为30-60min、电场为1-5kV/cm。
一种织构化压电陶瓷叠层驱动器，基于所述的制备方法制备所得，包括陶瓷压电堆，所述陶瓷压电堆的两侧面设置有外电极；所述陶瓷压电堆包括多个设置有内电极的陶瓷厚膜，多个陶瓷厚膜按照电极交错的方式进行堆叠。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供的一种织构化压电陶瓷叠层驱动器的制备方法，通过细晶压电陶瓷基体围绕片状模板定向生长获得各向异性的陶瓷，从而大幅提高陶瓷的压电性能；相比于普通压电陶瓷叠堆驱动器有非常低的驱动电压、非常高的驱动位移及低的应变滞后；同时，对得到的陶瓷压电堆进行烧结，使得烧结后的陶瓷压电堆形成有织构化结构。
本发明通过织构化压电陶瓷，其具有制备工艺简单，成本低(与现存普通陶瓷成本相近)，性能接近单晶且稳定，组分精准可控，制备周期短，成型多样性，易大批量生产和性价比超高等有点，用于制作高性能压电叠层驱动器，可以满足社会对压电器件日益增长的应用需求。
进一步的，本发明采用共烧陶瓷工艺，提高了驱动器整体机械强度，消除了环氧树脂对其性能的不利影响，而且大大减小了加工难度，提高了工作效率，完全可以实现器件的大批量生产。
进一步的，在流延浆料制备的过程中，添加了烧结助剂，不仅降低了烧结温度，使内电极与陶瓷介质之间结合更加紧密，且相互渗透小，减小了内部缺陷，而且可以提高织构陶瓷的织构度
进一步的，对得到的陶瓷压电堆依次进行排胶和烧结之前，先进行热单轴压和温水等静压处理，可避免烧结过程中电极与陶瓷剥落，也可提高致密度，进而提高驱动器的使用寿命。
进一步的，烧结温度设置为900-1500℃，保温时间为1-60h使得陶瓷基体尽可能地围绕模板生长完全。
附图说明
图1是所制备的织构化压电陶瓷叠层驱动器的制作流程图；
图2是所制备的织构化压电陶瓷叠层驱动器的截面SEM图像；
图3是所制备的织构化压电陶瓷的XRD图谱；
图4是所制备的织构化压电陶瓷叠层驱动器施加电压与对应位移的曲线图；
图5是所制备的织构化压电陶瓷的介电温谱图。
具体实施方式
为了更详细的说明该发明，以下结合附图和具体实例进行进一步的描述，值得注意的是，本发明并不局限于所列出的具体方案。
本发明提供的一种织构化压电陶瓷叠层驱动器的制备方法，使用流延工艺把浆料制成陶瓷厚膜，再通过丝网印刷工艺刷制内电极，然后将陶瓷厚膜按照叉指电极的方式层叠在一起，经过热压后烧制成一体化陶瓷，最后在侧面刷制外电极形成完整的织构化压电陶瓷叠层驱动器。本发明将高性能织构陶瓷与多层陶瓷共烧技术相结合可以有效的提高叠层压电驱动器的综合使用性能。
本发明采用的具体制备流程如下：
步骤1，制备纯相细晶压电陶瓷基体；
制备片状模板；
步骤2，将细晶压电陶瓷基体，与片状模板、烧结助剂、溶剂、分散剂、粘结剂、塑性剂充分混合，获得具有一定粘性的流延浆料；其中，细晶压电陶瓷基体、烧结助剂、溶剂、分散剂、粘结剂和塑性剂与片状模板的质量比为(20-50)、(0.1-4.5)、(15-40)、(0.5-3.5)、(1-3)和(0.5-4)。
所述织构陶瓷的材料主要为具有ABO3型钙钛矿结构的陶瓷材料。其中A位可以是金属Pb、Ba、Mg、Ca、Sr、K等中的一种或几种，A也可以被稀土金属部分取代，形成AxR1-x结构，其中R为Sm、Y、La、Ho、Dy等；B位可以是金属元素Ti、Zr、Sn、Ni、Mn、Zn、Mg、In、Nb、Co、Sc等中的一种或几种。按照A位是否含Pb元素和各组分的有机组合，织构陶瓷材料可以分为两种：一是一元、二元、三元或多元三方固溶铅基压电体系，如PT基、PMN-PT基、PIN-PMN-PT基等；二是钛酸钡(BT)基，钛酸铋钠(BNT)基，铌酸钾钠(KNN)基，锆钛酸钡钙(BCZT)基等无铅压电体系。同时经过元素掺杂、多元固溶和制备工艺的优化与改进，织构陶瓷的性能取得了很多突破性的进展，为满足当今社会日益增长的应用需求提供了可能。
所述片状模板必须于压电陶瓷基体晶格匹配，如片状模板可以为片状BaTiO3、片状NaNbO3或片状SrTiO3。
烧结助剂可以选择B2O3、CuO、ZnO、Li2CO3和Bi2O3中的一种或几种；
溶剂可为乙醇、二甲苯、乙醇、丁酮和乙酸乙酯中的一种或几种；
分散剂可选三油酸甘油酯、磷酸酯和熔鲱鱼油中的一种或几种；
粘结剂为聚乙烯醇缩丁醛酯(PVB)；
塑性剂为聚乙二醇、聚亚烷基二醇和邻苯二甲酸二丁酯中的一种或几种。
步骤3，将得到的流延浆料进行真空除泡处理后，通过流延成型机得到流延生片。
待流延生片干燥后切成一定尺寸的方片，然后用丝网印刷工艺给流延生片的其中一面刷上电极；
步骤4，待内电极干燥后将一定数量(10-1000片)剪裁好的陶瓷厚膜按照电极交错的方式堆叠，并在一定条件下热单轴压和温水等静压后按照电极大小裁剪得到含叉指内电极的多层方块，再进行排胶和烧结，其中，热单轴压和温水等静压条件为15-100MPa压力下50-80℃保持15-60min；排胶温度为500-800℃，保温时间为2-10h；烧结温度为900-1500℃，保温时间为1-60h。
步骤5，烧结完成后将其侧面研磨和抛光，刷上外电极以形成完整的叉指电极结构，然后再进行烧结，其中，外电极烧结温度为550-900℃，保温时间为10-300min；
步骤6，最后在一定条件下进行极化(极化条件为：温度25-300℃、时间30-60min、电场1-5kV/cm)，得到织构化铅基压电叠层驱动器。
优选的，本发明将高性能织构化压电陶瓷制备工艺与多层陶瓷共烧技术相结合制备了叠层压电驱动器，有效的提高了该器件的综合性能。
首先，陶瓷基体与片状模板在晶格方面必须相互匹配；在此基础上，随着烧结条件的增强，陶瓷基体围绕模板进行生长，获得与片状模板相同的晶体取向，从而提升织构压电驱动器的性能。
以下是用来说明该发明的更详细的实施案例，将进一步诠释该发明使用的技术方法与制备流程。
实施例1
在实例1中选取PMN-30PT组分的铅基陶瓷基粉，该粉体通过两步固相合成法制得，即先将MgO和Nb2O5合成MgNb2O6，然后将Pb3O4、MgNb2O6和TiO2充分混合后在850℃预烧2h，烧结助剂为CuO。流延配方中：溶剂为丁酮和无水乙醇的二元共沸溶剂，粘合剂为PVB，分散剂为三油酸甘油酯，塑性剂为聚乙二醇和邻苯二甲酸二丁酯，烧结所得织构陶瓷d33为790-860pC/N。具体制作步骤如下：
步骤1：按照化学式配比称量原料，通过球磨、烘干、在850℃预烧2小时得到PMN-30PT陶瓷粉；通过两步拓卜化学法制备并洗涤得到纯净的<001>BaTiO3(BT)片状模板；
步骤2：取上述陶瓷基体粉30g，与1.14g<001>BT模板、0.15gCuO、15g无水乙醇和丁酮的共沸溶剂、0.6g三油酸甘油酯、2.7g PVB、0.9g聚乙二醇和0.9g邻苯二甲酸二丁酯充分混合，获得具有一定粘性的流延浆料；
步骤3：通过流延成膜工艺得到陶瓷厚膜并将干燥好的陶瓷厚膜切成大小为30×30mm方片，然后用丝网印刷在流延生片上均匀刷上内电极；
步骤4：将上述30层陶瓷厚膜按照叉指电极的方式叠在一起，并分别在20MPa和30MPa、温度为75℃的热单轴压和温水等静压条件下保持20min，然后按照电极大小裁剪得到含叉指内电极的多层方块，在600℃下排胶2小时得到生胚，在1200℃下烧结保温10h得到含叉指电极的多层陶瓷块。
步骤5：将烧结好的多层陶瓷两个侧面打磨后刷上外电极，并在600℃下烧制成一体化多层陶瓷器件；
步骤6：将上述器件在120℃的硅油中极化，极化电场为2kV/mm，得到织构化铅基压电叠层驱动器。当施加150v电压时，输出位移为3.6μm。
实施例2
在实例2中以铅基PZT-15SKN作为织构化叠层压电驱动器的介质材料，其分子式为0.85Pb(Zr0.52Ti0.48-0.15Sr(K0.25Nb0.75)O3，过程中采用模板晶粒生长技术(TGG)来制备织构化压电陶瓷，添加Li2CO3为烧结助剂，流延配方中：溶剂为二甲苯和无水乙醇的二元共沸溶剂，粘合剂为PVB，分散剂为磷酸酯，塑性剂为聚乙二醇和邻苯二甲酸二丁酯，烧结所得织构陶瓷织构度最高为97.1％。具体步骤如下：
步骤1：采用固相法制备细晶压电陶瓷基体：将PbO、TiO2、SrCO3、K2CO3用无水乙醇为介质球磨24h后烘干，然后在850℃下煅烧4个小时。
通过两步拓卜化学法制备并洗涤得到纯净的<001>BaTiO3(BT)片状模板；
步骤2：取上述陶瓷基体粉40g，与1.75g<001>BT模板、0.25gLi2CO3、13g无水乙醇和二甲苯的共沸溶剂、1g磷酸酯、2g PVB、0.75g聚乙二醇和0.75g邻苯二甲酸二丁酯充分混合，获得具有一定粘性的流延浆料；
步骤3：通过流延成膜工艺得到陶瓷厚膜并将干燥好的陶瓷厚膜切成大小为30×30mm方片，然后用丝网印刷在流延生片上均匀刷上内电极；
步骤4：将上述30层陶瓷厚膜按照叉指电极的方式叠在一起，并分别在25MPa和35MPa、温度为80℃的热单轴压和温水等静压条件下保持30min，按照电极大小裁剪得到含叉指内电极的多层方块，之后在500℃下排胶2小时得到生胚，在1100℃下烧结保温10h得到含叉指内电极的多层陶瓷块。图2陶瓷块内部电极结构，可以看出单层织构陶瓷厚度为约30μm，电极厚度约为7μm。
步骤5：将烧结好的多层陶瓷两个侧面打磨后刷上外电极，并在600℃下烧制成一体化多层陶瓷器件；
步骤6：将上述器件在120℃的硅油中极化，极化电场为2.5kV/mm，得到织构化铅基压电叠层驱动器。该织构化叠层驱动器滞后为12％。
实施例3
在实例3中以铅基17PIN-38PSN-45PT作为织构化叠层压电驱动器的介质材料，其分子式为0.17Pb(In1/2Nb1/2)O3-0.38Pb(Sc1/2Nb1/2)O3-0.45PbTiO3，过程中采用模板晶粒生长技术(TGG)来制备织构化压电陶瓷，添加CuO为烧结助剂，流延配方中：溶剂为丁酮和无水乙醇的二元共沸体，粘合剂为PVB，分散剂为熔鲱鱼油，塑性剂为聚亚烷基二醇和邻苯二甲酸丁苄酯，烧结所得织构陶瓷织构度最高为98.8％，其XRD图谱如图3所示，d33为1000pC/N。具体制作步骤如下：
步骤1：该实例按照化学式配比分别将In2O3和Nb2O5、Sc2O3和Nb2O5通过固相合成法分别合成纯相的InNbO4(IN)、ScNbO4(SN)前驱体粉末，然后将前驱体粉末和Pb3O4、TiO2放入球磨罐中，球磨混合12h，干燥后在850℃下烧结并保温两小时合成纯相的压电陶瓷基体粉；
步骤2：取上述陶瓷基体粉25g，与1.8g<001>BT模板、0.22gCuO、15g无水乙醇和二甲苯的共沸溶剂、0.95g熔鲱鱼油、1.9g PVB、1.05g聚亚烷基二醇和1.05g邻苯二甲酸丁苄酯充分混合，获得具有一定粘性的流延浆料；
步骤3：通过流延成膜工艺得到陶瓷厚膜并将干燥好的陶瓷厚膜切成大小为30×30mm方片，然后用丝网印刷在流延生片上均匀刷上内电极；
步骤4：将上述30层陶瓷厚膜按照叉指电极的方式叠在一起，并分别在15MPa和25MPa、温度为70℃的热单轴压和温水等静压条件下保持20min，按照电极大小裁剪得到含叉指内电极的多层方块，之后在650℃下排胶2小时得到生胚，在1300℃下烧结保温10h得到含叉指内电极的多层陶瓷块。
步骤5：将烧结好的多层陶瓷两个侧面打磨后刷上外电极，并在600℃下烧制成一体化多层陶瓷器件；
步骤6：将上述器件在120℃的硅油中极化，极化电场为2kV/mm，得到织构化铅基压电叠层驱动器。
图4为所制备的织构化压电陶瓷叠层驱动器施加电压与对应位移的曲线图。从图中可以看出，当施加电压为150v时，驱动器位移为4.27μm，应变为0.16％。
实施例4
在实例4中以无铅锆钛酸钡钙(BCZT)基压电陶瓷为例制备织构化叠层压电驱动器，所用陶瓷基体分子式为(Ba0.85Ca0.15)(Zr0.05Ti0.95)O3，过程中采用模板晶粒生长技术(TGG)来制备织构化压电陶瓷，添加CuO为烧结助剂，流延配方中：溶剂为二甲苯和无水乙醇的二元共沸体，粘合剂为PVB，分散剂为熔鲱鱼油，塑性剂为聚亚烷基二醇和邻苯二甲酸丁苄酯，烧结所得织构陶瓷d33为523-575pC/N。具体步骤如下：
步骤1：按照化学式元素配比，将TiO2、ZrO2、BaCO3和CaCO3用无水乙醇为介质球磨48h后烘干，然后在1150℃下煅烧5个小时即可得到压电陶瓷基体粉料；通过两步拓卜化学法制备并洗涤得到纯净的<001>BaTiO3(BT)片状模板；
步骤2：取上述陶瓷基体粉50g，与1.8g<001>BT模板、0.6gCuO、15g无水乙醇和二甲苯的共沸溶剂、1.1g熔鲱鱼油、1.6g PVB、1,5g聚亚烷基二醇和1.5g邻苯二甲酸丁苄酯充分混合，获得具有一定粘性的流延浆料；
步骤3：通过流延成膜工艺得到陶瓷厚膜并将干燥好的陶瓷厚膜切成大小为30×30mm方片，然后用丝网印刷在流延生片上均匀刷上内电极；
步骤4：将上述30层陶瓷厚膜按照叉指电极的方式叠在一起，并分别在100MPa和170MPa、温度为90℃的热单轴压和温水等静压条件下保持30min，按照电极大小裁剪得到含叉指内电极的多层方块，之后在600℃下排胶2小时得到生胚，在1150℃下烧结保温2h得到含叉指内电极的多层陶瓷块；
步骤5：将烧结好的多层陶瓷两个侧面打磨后刷上外电极，并在600℃下烧制成一体化多层陶瓷器件；
步骤6：将上述器件在80℃的硅油中极化，极化电场为10kV/mm，得到织构化铅基压电叠层驱动器。
当施加电压为150v时，驱动器位移为2.2μm。
实施例5
在实例5中以无铅NBT-25BST压电陶瓷为例制备织构化叠层压电驱动器，所用陶瓷基体分子式为0.75(Na0.5Bi0.5)TiO3-0.25(Ba0.8Sr0.2)TiO3，过程中采用模板晶粒生长技术(TGG)来制备织构化压电陶瓷，流延配方中：溶剂为二甲苯和无水乙醇的二元共沸体，粘合剂为PVB，分散剂为熔鲱鱼油，塑性剂为聚乙二醇和邻苯二甲酸二丁酯。具体步骤如下：
步骤1：按照化学式元素配比，采用传统固相合成法将BiO2、TiO2、Na2CO3、CaCO3、BaTiO3和SrTiO3合成细晶陶瓷集体粉体；通过两步合成法制备并洗涤得到纯净的<001>SrTiO3(ST)片状模板；
步骤2：取上述陶瓷基体粉35g，与1.5g<001>ST模板、20g无水乙醇和二甲苯的共沸溶剂、0.8g熔鲱鱼油、0.9g PVB、1.6g聚乙二醇和1.6g邻苯二甲酸二丁酯充分混合，获得具有一定粘性的流延浆料；
步骤3：通过流延成膜工艺得到陶瓷厚膜并将干燥好的陶瓷厚膜切成大小为30×30mm方片，然后用丝网印刷在流延生片上均匀刷上内电极，图5为该织构陶瓷介电常数和介电损耗随温度的变化曲线，Tc约为143℃。
步骤4：将上述30层刷上内电极陶瓷厚膜按照叉指电极的方式叠在一起，并分别在70MPa和100MPa、温度为70℃的热单轴压和温水等静压条件下保持60min，按照电极大小裁剪得到含叉指内电极的多层方块，之后在550℃下排胶2小时得到生胚，在900℃下烧结保温5h得到含叉指内电极的多层陶瓷块。
步骤5：将烧结好的多层陶瓷两个侧面打磨后通过扫描电子显微镜观察侧面电极，图5即为所制备的织构化压电陶瓷叠层驱动器的截面SEM图像，之后刷上外电极，并在600℃下烧制成一体化多层陶瓷器件；
步骤6：将上述器件在50℃的硅油中极化，极化电场为4kV/mm，得到织构化铅基压电叠层驱动器。
步骤7：除去刷内电极按照步骤1-步骤4相同的步骤制作织构陶瓷块，并在上下表面刷上电极，极化后测试介电压电性能，图5即为该组分织构陶瓷的介电温谱图，可以看出该组分织构陶瓷TC为324℃左右，可适用于高温环境。
实施例6
在实例6中以无铅KNN-5LS压电陶瓷为例制备织构化叠层压电驱动器，所用陶瓷基体分子式为0.95(K0.5Na0.5)NbO3-0.05LiSbO3，过程中采用模板晶粒生长技术(TGG)来制备织构化压电陶瓷，添加MnO2为烧结助剂,流延配方中：溶剂为甲苯和无水乙醇的二元共沸体，粘合剂为PVB，分散剂为磷酸酯，塑性剂为聚乙二醇和邻苯二甲酸二丁酯。具体步骤如下：
步骤1：按照化学式元素配比，采用传统固相合成法将K2CO3、Na2CO3、Nb2O5、Li2CO3和Sb2O5合成细晶陶瓷集体粉体；熔岩法制备并洗涤得到纯净的<001>NaNbO3片状模板；
步骤2：取上述陶瓷基体粉20g，与0.75g<001>NaNbO3模板、0.225gMnO2、21g无水乙醇和二甲苯的共沸溶剂、0.6g磷酸酯、0.9g PVB、1.3g聚乙二醇和1.3g邻苯二甲酸二丁酯充分混合，获得具有一定粘性的流延浆料；
步骤3：通过流延成膜工艺得到陶瓷厚膜并将干燥好的陶瓷厚膜切成大小为30×30mm方片，然后用丝网印刷在流延生片上均匀刷上内电极；
步骤4：将上述30层陶瓷厚膜按照叉指电极的方式叠在一起，并分别在35MPa和60MPa、温度为70℃的热单轴压和温水等静压条件下保持60min，按照电极大小裁剪得到含叉指内电极的多层方块，之后在550℃下排胶2小时得到生胚，在1500℃下烧结保温10h得到含叉指内电极的多层陶瓷块。
步骤5：将烧结好的多层陶瓷两个侧面打磨后刷上外电极，并在600℃下烧制成一体化多层陶瓷器件；
步骤6：将上述器件在120℃的硅油中极化，极化电场为2.5kV/mm，极化时间为30min，得到织构化铅基压电叠层驱动器。
该织构陶瓷TC为355℃左右，可适用于高温环境。
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