什么是形成了裂纹控制层的高可(kě)靠性压電(diàn)陶瓷执行元件？

汽車(chē)行业市场占据很(hěn)大份额

首先，请您為(wèi)我们介绍一下什么是“压電(diàn)陶瓷”。

PIEZO在日语中(zhōng)有(yǒu)“压電(diàn)”的意思，具(jù)有(yǒu)施加電(diàn)压后进行伸缩的特性。这是用(yòng)肉眼无法观察到的微米级世界。京瓷的压電(diàn)陶瓷已经被用(yòng)于柴油发动机喷油器的燃料喷射控制之中(zhōng)，在该领域占据很(hěn)大市场份额。此外，可(kě)通过智能(néng)手机屏幕的振动传声的“智能(néng)声音接收器（SMART SONIC RECEIVER）”和汽車(chē)的油位传感器也使用(yòng)了压電(diàn)陶瓷。

压電(diàn)陶瓷是从什么时候开始生产(chǎn)的？

压電(diàn)蜂鸣器用(yòng)的单板型在京瓷创业之初就有(yǒu)，而用(yòng)于喷油器的层压型是1999年研发，于2005年批量上市的。这次介绍的“套管压電(diàn)陶瓷执行元件”的开发始于2008年。

通过逆向思维实现技(jì )术创新(xīn)

请问开发“套管压電(diàn)陶瓷执行元件”的契机是什么？

正如我之前提到的，我们在2005年完成了柴油发动机用(yòng)压電(diàn)陶瓷的开发，在探索新(xīn)的开发主题的过程中(zhōng)，收到了客户是否可(kě)以生产(chǎn)质(zhì)量流量控制器用(yòng)压電(diàn)陶瓷的咨询，我们是以此為(wèi)契机着手开发的。原本在汽車(chē)行业就有(yǒu)销售实绩，由此判断会很(hěn)容易开拓市场，但是，这种产(chǎn)品是在“温度”和“電(diàn)压”条件非常严格的前提下使用(yòng)，因此，需要大幅提升性能(néng)。

所要求的规格不一样对吧？

喷射器在3/1000秒(miǎo)内喷射9次燃料，需要进行超高速ON/OFF切换。另一方面，质(zhì)量流量控制器需要像精(jīng)确开闭阀门一样发挥作(zuò)用(yòng)，以确保气體(tǐ)流量的稳定。也就是说，始终处于施加電(diàn)压的状态。

那是如何攻克这个难题的呢(ne)？

普通的压電(diàn)陶瓷使用(yòng)的是硅树脂涂层，硅树脂在高温恶劣环境下会分(fēn)解，并导致击穿。為(wèi)了解决这一问题，我们使用(yòng)了特殊无机材料涂层，大大提高了压電(diàn)陶瓷的可(kě)靠性。而且，提高了湿度的耐受性，即使放入完全密封结构的不锈钢外壳中(zhōng)也没有(yǒu)问题。

这样问题就解决了。

另一个特点是“裂纹控制层”。刚才说过，压電(diàn)陶瓷会伸缩，但有(yǒu)拉伸的部分(fēn)和不拉伸的部分(fēn)，应力集中(zhōng)在分(fēn)界線(xiàn)上，容易产(chǎn)生裂纹，造成短路。為(wèi)了防止出现这个问题，我们设置了虚線(xiàn)状的裂纹控制层。

不是“為(wèi)防止出现裂纹而提高强度”，而是“特意设置易损层”，这完全是一种逆向思维啊。

这也是通过不断的实验产(chǎn)生的想法。既然会出现裂纹，那我们在一开始加上裂纹就好了，这就是我们的想法刚才简单地说是虚線(xiàn)状，其实在生产(chǎn)过程中(zhōng)包含了我们的专有(yǒu)技(jì )术。一般来说有(yǒu)20层左右就不会短路，但在气體(tǐ)流量控制器用(yòng)压電(diàn)陶瓷执行元件上设置了900多(duō)层。在加入裂纹控制层的同时实现多(duō)层堆叠是我司的优势所在。在成本方面也具(jù)有(yǒu)很(hěn)大的优势。

也就是说套管压電(diàn)陶瓷执行元件是在现有(yǒu)的技(jì )术上推陈出新(xīn)的成果。

本产(chǎn)品在可(kě)靠性方面具(jù)有(yǒu)绝对优势，这并不是⼀朝⼀夕可(kě)以做到的，我们有(yǒu)这样的自信。我们的目标是将其应用(yòng)于更多(duō)半导體(tǐ)制造装(zhuāng)置用(yòng)气體(tǐ)流量控制器之中(zhōng)。小(xiǎo)型化、大流量化――。我们相信，在日新(xīn)月异的半导體(tǐ)行业，通过不断开发符合市场需求的产(chǎn)品，套管压電(diàn)陶瓷执行元件可(kě)以发挥重大的作(zuò)用(yòng)。