CN110759718A - 拱形片状介电材料的制备方法、挠曲电压电复合材料 - Google Patents

拱形片状介电材料的制备方法、挠曲电压电复合材料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种拱形片状介电材料的制备方法和一种挠曲电压电复合材料，包括以下步骤：将n层陶瓷材料叠压形成层叠体生坯后裁切，其中n≥2，所述层叠体生坯中至少有一层位于底层的陶瓷材料的收缩率相较于底层以上的陶瓷材料的收缩率小或大；将所述层叠体生坯烧结形成所述拱形片状介电材料。本发明工艺简单，可极大的减少原材料的浪费，同时适合工业化大批量生产，提高批次制备之间的稳定性。

Description

拱形片状介电材料的制备方法、挠曲电压电复合材料
技术领域
本发明属于功能材料领域，具体涉及一种拱形片状介电材料的制备方法，还涉及一种挠曲电压电复合材料。
背景技术
压电效应，包括正电压效应和逆压电效应，正压电效应是材料在承受压力时产生电极化响应，逆压电效应是材料在电场下产生应变响应，通过压电效应可以实现机械能与电能之间的转换。目前，压电材料是具有压电效应的一类材料，如锆钛酸铅陶瓷(PZT)等已被广泛的用于制备传感器、驱动器、换能器和能量回收等器件，在民用和国防领域有着十分重要的应用。但是，随着科学技术的快速发展压电材料的服役条件也面临着越来越大的挑战，如用于航空航天领域的耐高温压电材料等。由于传统压电材料的压电性有一定的结构限制，通常只能存在于没有中心对称的晶体结构中，使得目前得到广泛应用的压电材料多是具有优异压电性能的铁电压电材料，这类压电材料在使用时，当使用温度超过材料居里温度后，压电材料发生相变产生中心对称结构失去压电性能。因此，提高压电材料的使用温度一直是压电材料领域的一个技术难题。
为了克服压电材料的使用温度存在的技术难题，研究人员利用压电效应类似的机电耦合效应设计出一种可以在高温下使用的压电复合材料。这种类似于压电效应的机电耦合效应叫挠曲电效应，它是一种材料在存在应变梯度下的极化响应(正挠曲电效应)，或者在存在电场梯度情况下的应力响应(逆挠曲电效应)，用公式可描述为：
正挠曲电效应：
Figure BDA0002289871840000011
逆挠曲电效应：
Figure BDA0002289871840000012
在以上公式中，Pl为材料中的介电极化强度；El为材料中的电场强度；Tij和Sij分别为材料中的应力和应变；μijkl为挠曲电系数，反映的是材料的挠曲电效应的强弱。挠曲电系数为四阶张量，因而在所有对称性的材料中存在着不为零分量。在很多文献中，μijkl经常简化为行列式分量形式μij。
这种挠曲电压电材料是通过特殊的结构将材料所承受的力或电信号转化为相应的梯度，由于材料的挠曲电效应，就会产生相应的电极化响应或应力响应，实现由机械能向电能或电能向机械能的转换，形成一种表观上的压电响应或逆压电响应。设计这种压电复合材料的关键是其结构要能将材料所承受的力或电信号转化为相应的梯度，并且要能使材料的表观压电响应尽可能的大，也就是说使材料的挠曲电响应转化为压电响应的效率尽可能的高。
目前已有几种挠曲电压电材料设计在实验中证明是可行的。第一种是具有类金字塔型结构的挠曲电压电复合材料，由于材料的不对称结构，施加在结构两个表面的力或电压在材料中形成应力或电场梯度，材料显示出表观压电性能，但这种材料所产生的应变梯度小，产生的表观压电响应小，且这种压电复合材料的制备工艺复杂；第二种是弯曲型挠曲电压电复合材料设计，复合材料通过钨金属丝将施加在金属平板上的力传递到长条形陶瓷片上，将所施加的力转变为长条形材料的弯曲变形，材料中产生由于弯曲变形而产生的应变梯度，材料表现出比较强的表观压电性能，这种材料的要求是长条的长度要远大于材料的宽度和厚度，导致材料的使用范围缩小和材料的承载能力变小；第三种是点环式挠曲电压电复合材料，如图1中所示的，这种压电复合材料由一个带有电极11的片状介电材料10，一个支撑片状材料边缘的环状支撑物12和支撑环状支撑物12的平板13组成，这种材料可以产生较大表观压电响应，制备工艺简单；第四种是点面式压电挠曲电压电复合材料，如图2中所示的，点面式结构与点环式结构类似但是结构更为简单，它是由一个具有拱形结构的片状介电材料20和一个平板13组成，这种材料结构更加简单，且同样可以产生较大表观压电响应，制备传统的点面式挠曲电压电复合材料时，可以采用常见的机械加工方式，但是对于介电材料，特别是介电陶瓷材料，加工工艺难度大，且原料成本较高；也有使用还原工艺，使片状介电陶瓷与石墨接触进行高温处理，产生一层被还原的介电材料，在快速淬火时产生拱形结构，但是，这种方法工艺复杂，批次制备产品的稳定性较差，无法工业化大批量生产的要求。
发明内容
有鉴于此，本发明有必要提供一种拱形片状介电材料的制备方法，采用多层叠压的片状结构，由于片状结构中的多层材料收缩率不同，导致材料烧结后直接形成拱形结构，解决了现有的点面式挠曲点压电复合材料工艺复杂，批次制备产品稳定性较差的技术问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种拱形片状介电材料的制备方法，包括以下步骤：
将n层陶瓷材料叠压形成层叠体生坯后裁切，其中n≥2，所述层叠体生坯中至少有一层位于底层的陶瓷材料的收缩率相较于底层以上的陶瓷材料的收缩率小或大；
将所述层叠体生坯烧结形成所述拱形片状介电材料。
进一步的，所述陶瓷材料为同一种陶瓷材料，通过在不同层的陶瓷材料中添加不等量的烧结助剂、添加不同种类的烧结助剂、使用不同的流延体系或采用不同粒度的陶瓷原料调节各层收缩率。
进一步的，所述陶瓷材料为不同种陶瓷材料，通过采用不同收缩率体系的陶瓷材料或者在所述层叠体生坯的其中一面上印刷与坯体收缩率不同的材料。
优选的，所述与坯体收缩率不同的材料为电极材料或电阻材料。
进一步的，所述裁切的形状包括圆形或方形。
本发明还提供了一种挠曲电压电复合材料，其包括：
拱形片状介电材料，其由上述制备方法制备而成；
电极，其制备于所述拱形片状介电材料的至少一面上；
平板，所述拱形片状介电材料的两端与所述平板形成点面接触。
进一步的，所述电极包括溅射金电极、溅射铂电极、烧银电极、溅射银电极、铝电极或钯电极。
进一步的，所述平板包括氧化铝、硬质合金或天然硬质材料。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明在材料成型时制备成多层片状结构，通过调整不同层之间的收缩率，使至少其中一层的收缩率与其它层不一样，从而在共烧成型时，由于收缩率不同，产生的形变不同，而使得片状材料形成拱形的效果。此外，本发明中拱形的高度可以通过多层片状结构中的层数多少或者层与层之间收缩率差的大小来调整，工艺简单，可极大的减少原材料的浪费，同时适合工业化大批量生产，提高批次制备之间的稳定性。
附图说明
图1为现有技术中点环式挠曲电压电复合材料的结构示意图；
图2为现有技术中点面式压电挠曲电压电复合材料的结构示意图；
图3为本发明中层叠体生坯的结构示意图；
图4为图3中的层叠体生坯烧结成拱形片状介电材料的结构示意图；
图5为包含图4中拱形片状介电材料的挠曲电压电复合材料的结构示意图。
图中：10-片状介电材料，11-电极，12-环状支撑物，13-平板，20-具有拱形结构的片状介电材料，30-层叠体生坯，31-拱形片状介电材料。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将结合具体的实施方式对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。
一种拱形片状介电材料的制备方法，包括以下步骤：
将n层陶瓷材料叠压形成层叠体生坯后裁切，其中n≥2，所述层叠体生坯中至少有一层位于底层的陶瓷材料的收缩率相较于底层以上的陶瓷材料的收缩率小或大；
将所述层叠体生坯烧结形成所述拱形片状介电材料。
具体来说，本发明是将陶瓷材料叠压形成层叠体生坯后，由于收缩率的不同，从而在烧结后引起的形变不同而形成拱形片状介电材料，因此，为了形成拱形的结构，层叠体生坯中的陶瓷材料应该规律排布，举例来说，可将层叠体生坯分为底层区域和顶层区域，其中底层区域或顶层区域可以由至少一层陶瓷材料组成，且底层区域的陶瓷材料收缩率应当和顶层区域陶瓷材料收缩率形成有收缩率差，也就是说底层区域陶瓷材料的收缩率应当比顶层区域陶瓷材料的收缩率大或小，从而在烧结时发生的形变程度不一样形成拱形。本发明中的方法可通过调整层叠体生坯的层数或者不同层之间的收缩率差来调整拱形片状介电材料的拱起高度。可以理解的是，这里的陶瓷材料为本领域常采用的如低温共烧陶瓷、氧化铝粉体、BaTiO3陶瓷等介电陶瓷材料，其制备可以采用本领域常用的流延技术、印刷技术或其他成型技术，只要使得本发明中的收缩率不同，本领域常规采用的陶瓷材料均可用于本发明中实现技术效果，陶瓷材料的叠压可以采用叠层后温等静压形成层叠体生坯，但并不局限于此方法，本领域常规的叠压方法均可用于本发明中，这里不再详细赘述。需要特别说明的是，形成层叠体生坯的陶瓷材料的烧结温度或固化温度应当接近，只要能实现其共烧成型或者同时成型即可。
进一步的，所述陶瓷材料为同一种陶瓷材料，通过在不同层的陶瓷材料中添加不等量的烧结助剂、添加不同种类的烧结助剂、使用不同的流延体系或采用不同粒度的陶瓷原料调节各层收缩率。在本发明的一些实施方式中，层叠体生坯中各层的陶瓷材料为同一种陶瓷材料。具体来说，主要是通过四种方式调整使得不同层之间的陶瓷材料具有收缩率差，一种是在不同层的陶瓷材料中添加不等量或者不同种类的烧结助剂，由于不同量或者不同种类的烧结助剂对陶瓷的助烧作用不同，导致不同层之间的陶瓷在烧结时的致密化程度不同，产生的收缩效果也不同，因此，可以通过添加不等量或者不同种类的烧结助剂来实现不同层之间陶瓷材料收缩率的不同，可以理解的是，这里采用的烧结助剂为本领域常规采用的烧结助剂，譬如Ca-La-Bb玻璃、SiO2、GE玻璃(主成分为LiF和BaF)、CuO等，本领域技术人员可根据采用的陶瓷材料体系的不同选择合适的烧结助剂，因此，这里不做具体的限定；还有一种是采用不同的流延体系，在流延形成不同层陶瓷生瓷带的过程中，由于流延体系的配方中会包含陶瓷粉体、粘结剂、溶剂、分散剂、增塑剂等助剂，通过调整不同的流延体系，如采用不同粘结剂，可以使得在流延出来的生瓷带中的固含量不同，从而导致不同层之间的陶瓷在烧结时的致密化程度不同，产生的收缩效果也不同，使得不同层的陶瓷材料的收缩率不同，可以理解的是，这里的粘结剂、溶剂、分散剂、增塑剂等均为本领域流延生瓷带常规采用的助剂，本领域技术人员可根据需要进行调整，因此，这里不再详细赘述；还有一种可以通过采用不同粒度的陶瓷原料制备成各层的生瓷带，由于采用不同粒度的陶瓷原料流延出来的各层生瓷带中的陶瓷粉体致密度不同，导致不同层之间的陶瓷在烧结时的致密化程度不同，产生的收缩效果也不同，因此，可通过调整制备生瓷带的陶瓷原料的粒度来调整收缩率，具体来说，制备生瓷带时需要对陶瓷原料进行机械研磨，本领域通常采用的是球磨，而陶瓷原料的粒度可以通过调整球磨的转速、时间等进行调整，本领域技术人员是可以根据需要进行调整的，因此，这里不做具体的限定。
进一步的，所述陶瓷材料为不同种陶瓷材料，通过采用不同收缩率体系的陶瓷材料或者在所述底层陶瓷材料的生坯上印刷与坯体收缩率不同的其他材料。在本发明另外的一些实施方式中，层叠体生坯中各层的陶瓷材料为不同种类的陶瓷材料。具体来说，一是可以通过采用不同收缩率体系的陶瓷材料，如直接采用的LTCC生瓷带，不同参数的LTCC生瓷带具有不同的收缩率，将其叠压后，烧结即可，这种工艺相较于其他工艺来说更简单一些；二是可以通过在所述层叠体生坯上印刷与坯体收缩率不同的材料，由于生坯材料与表层印刷材料在烧结时的收缩行为不同，在烧结后产生的收缩效果也不同。这里的印刷材料优选为电极材料或电阻材料，只要与坯体的收缩率不同即可，本领域技术人员可以根据需要进行调整，因此，这里不做具体的限定。
进一步的，叠压成层叠体生坯后可以需要将层叠体生坯裁切成不同的形状，这可以根据需要进行调整，在本发明的一些实施方式中，裁切的形状包括圆形或方形，可以理解的是，这里裁切的形状不仅仅局限于上述两种，本领域技术人员可根据需要进行调整，譬如椭圆形等特殊的形状。
本发明还公开了一种挠曲电压电复合材料，其具体的结构如图5中所示的，包括：
拱形片状介电材料31，其由上述制备而成；
电极11，其制备于所述拱形片状介电材料31的至少一面上；也就是说，电极11可以为两片也可以为一片，图3中示出的是电极为两片时的实施方式。
平板13，所述拱形片状介电材料31的两端与所述平板13形成点面接触。
本发明中的挠曲电压电复合材料首先将收缩率不同的陶瓷生瓷带叠压形成层叠体生坯30，图3中所示的，烧结后形成拱形片状介电材料31，如图4中所示的，由于拱起一定的高度，当对拱形片状介电材料31施加力时，其会在拱起高度方向上产生应变梯度和挠曲电响应，从而产生表观压电效应。
一般来说，电极11只要具有导电特性即可，本领域的导电电极均可实现，在本发明的一些实施方式中，电极11优选为溅射金电极、溅射铂电极、烧银电极、溅射银电极、铝电极或钯电极，可以理解的是，电极11的选择包括但不局限于上述几种。
同时平板只要具备表面平整且硬度高即可，在本发明的一些实施方式中，所述平板13为氧化铝、硬质合金或天然硬质材料。均为本领域常规采用的压电复合材料的电极和平板，本领域技术人员可根据需要进行调整，可以理解的是，其选择包括但不限于上述几种。
下面结合具体的实施例对本发明的技术方案做更加清楚完整的说明。
实施例1
本实施中的层叠体生坯为5层，直接采用市售的LTCC生瓷带叠压成型，其中采用4层美国FERRO公司生产的A6M生瓷带(收缩率为15.5％)和1层美国Dupont公司生产的951生瓷带(收缩率为12.7％)，层叠在一起经热等静压后，裁成直径25mm圆片。置于850℃烧结成拱形片状介电材料，由于A6M生瓷带和951生瓷带收缩不匹配，可以形成很好的拱形结构，拱形高度可以达到960μm，然后材料两面制备上银电极，放在平面基板上形成点面式挠曲电压电复合材料，由于此材料的挠曲电系数不高，在ZJ-6A准静态d33仪测量得到0.5pC/N的表观压电性能。
实施例2
本实施中的层叠体生坯为5层，直接采用市售的LTCC生瓷带叠压成型，采用3层美国FERRO公司生产的A6M生瓷带(收缩率为15.5％)和2层美国Dupont公司生产的951生瓷带(收缩率为12.7％)，总共5层叠在一起经热等静压后，裁成直径25mm圆片。在850℃烧结成拱形片状介电材料，由于A6M生瓷带和951生瓷带收缩不匹配，可以形成很好的拱形结构，拱形高度可以达到1007μm，然后材料两面制备上银电极，放在平面基板上形成点面式挠曲电压电复合材料，由于此材料的挠曲电系数不高，在ZJ-6A准静态d33仪测量得到0.5pC/N的表观压电性能。
实施例3
在粒度D50约2.5微米的Al2O3粉体中加入50wt％的Ca-La-Bb玻璃作为烧结助剂，充分球磨混合均匀，使氧化铝陶瓷的烧结温度降到850℃。将混合好的粉体加入粘结剂PVB、溶剂乙醇和丁酮、分散剂三乙醇胺、增塑剂DBP流延成厚度均匀的生瓷带，总共5层叠在一起经热等静压后，裁成直径25mm圆片。然后将生坯圆片的一面整面印制上收缩率与此生瓷带不匹配的银导体浆料，置于在850℃烧结成拱形片状介电材料，由于氧化铝陶瓷生坯和银导体浆料收缩不匹配，可以形成很好的拱形结构，拱形高度可以达到1080μm，然后陶瓷片另一面制备上银电极，放在平面基板上形成点面式挠曲电压电复合材料，由于此材料的挠曲电系数不高，在ZJ-6A准静态d33仪测量得到0.6pC/N的表观压电性能。
实施例4
在D50约2.5微米Al2O3粉体中加入约50wt％的Ca-La-Bb玻璃作为烧结助剂，使氧化铝陶瓷的烧结温度降到850℃。将混合好的粉体加入粘结剂PVB、溶剂乙醇和丁酮、分散剂三乙醇胺、增塑剂DBP流延成厚度均匀的生瓷带。其中使用4层使用PVB为粘结剂的流延载体的生瓷片和1层使用使用丙烯酸树脂利用PVB为粘结剂的流延载体的生瓷片，总共5层叠在一起经热等静压后，裁成直径25mm圆片。于850℃烧结后，由于不同层生瓷之间的收缩率不同，可以形成很好的拱形结构，拱形高度可以达到304μm，然后拱形片状介电材料的两面制备上银电极，放在平面基板上形成点面式挠曲电压电复合材料，由于此材料的挠曲电系数不高，在ZJ-6A准静态d33仪测量得到0.6pC/N的表观压电性能。
实施例5
利用传统的固相合成法制备的BaTiO3陶瓷，按照要制备的BaTiO3陶瓷的计量比将BaCO3，TiO2(分析纯，国药集团)加入酒精球磨6-8小时后烘干，在1200℃保温2小时制成BaTiO3陶瓷。然后将BaTiO3陶瓷球磨，加入粘结剂PVB、溶剂乙醇和丁酮、分散剂三乙醇胺、增塑剂DBP流延成厚度均匀的生瓷带。叠4层纯BaTiO3流延的生瓷片和1层加入0.15wt％SiO2作为烧结助剂的BaTiO3流延的生瓷片，总共5层叠在一起经热等静压后，裁成直径25mm圆片，在1280℃烧结，由于4层纯BaTiO3生瓷片和1层含烧结助剂的生瓷片的收缩不匹配，拱形高度可以达到483μm，然后材料两面制备上银电极，放在平面基板上形成点面式挠曲电压电复合材料，在ZJ-6A准静态d33仪测量得到70-110pC/N的表观压电性能。
实施例6
利用传统的固相合成法制备的BaTiO3陶瓷，按照要制备的BaTiO3陶瓷的计量比将BaCO3，TiO2(分析纯，国药集团)加入酒精球磨6-8小时后烘干，在1200℃保温2小时合成。然后将合成后的粉体球磨，加入粘结剂PVB、溶剂乙醇和丁酮、分散剂三乙醇胺、增塑剂DBP流延成厚度均匀的生瓷带。叠4层纯BaTiO3流延的生瓷片和1层加入0.5wt％GE玻璃(主成为为LiF和BaF)作为烧结助剂的BaTiO3流延的生瓷片，总共5层叠在一起经热等静压后，裁成直径25mm圆片，在1280℃烧结，由于4层纯BaTiO3生瓷片和1层含烧结助剂的生瓷片的收缩不匹配，拱形高度可以达到205μm，然后材料两面制备上银电极，放在平面基板上形成点面式挠曲电压电复合材料，在ZJ-6A准静态d33仪测量得到50-80pC/N的表观压电性能。
实施例7
利用传统的固相合成法制备的BaTiO3陶瓷，按照要制备的BaTiO3陶瓷的计量比将BaCO3，TiO2(分析纯，国药集团)加入酒精球磨6-8小时后烘干，在1200℃保温2小时合成。然后将合成后的粉体分成两部分，一部分球磨6小时，一部分球磨12小时。然后分别加入相同粘结剂PVB、溶剂乙醇和丁酮、分散剂三乙醇胺、增塑剂DBP流延成厚度均匀的生瓷带。叠4层球磨6小时BaTiO3流延的生瓷片和1层球磨12小时BaTiO3流延的生瓷片，总共5层叠在一起经热等静压后，裁成直径25mm圆片。在1280℃烧结，由球磨时间不同，粉体的颗粒大小不同，烧结性能也会不同，所以生瓷片的收缩也不同，拱形高度可以达到185μm，然后材料两面制备上银电极，放在平面基板上形成点面式挠曲电压电复合材料，在ZJ-6A准静态d33仪测量得到60-100pC/N的表观压电性能。
实施例8
利用传统的固相合成法制备的Ba0.67Sr0.33TiO3陶瓷，按照计量比将BaCO3，SrCO3，TiO2(分析纯，国药集团)加入酒精球磨6-8小时后烘干，在1200℃保温2小时合成。然后将合成后的粉体球磨，加入粘结剂PVB、溶剂乙醇和丁酮、分散剂三乙醇胺、增塑剂DBP流延成厚度均匀的生瓷带。叠4层纯Ba0.67Sr0.33TiO3流延的生瓷片和1层加入1wt％CuO作为烧结助剂的Ba0.67Sr0.33TiO3流延的生瓷片，总共5层叠在一起经热等静压后，裁成直径25mm圆片。在1350℃烧结，由于4层纯Ba0.67Sr0.33TiO3生瓷片和1层含烧结助剂的生瓷片的收缩不匹配，拱形高度可以达到209μm，然后材料两面制备上银电极，放在平面基板上形成点面式挠曲电压电复合材料，在ZJ-6A准静态d33仪测量得到90-130pC/N的表观压电性能。
实施例9
利用传统的固相合成法制备0.92Na1/2Bi1/2TiO3-0.08BaTiO3、0.94Na1/2Bi1/2TiO3-0.06BaTiO3陶瓷。按照计量比将Bi2O3，Na2CO3，BaCO3，TiO2(分析纯，国药集团)加入酒精球磨6-8小时后烘干，在800-850℃保温2小时合成。然后将合成后的粉体球磨，加入粘结剂PVB、溶剂乙醇和丁酮、分散剂三乙醇胺、增塑剂DBP流延成厚度均匀的生瓷带。叠4层纯0.92Na1/ 2Bi1/2TiO3-0.08BaTiO3流延的生瓷片和1层纯0.94Na1/2Bi1/2TiO3-0.06BaTiO3的生瓷片，总共5层叠在一起经热等静压后，裁成直径25mm圆片。在1175℃烧结，由于4层0.92Na1/2Bi1/ 2TiO3-0.08BaTiO3的生瓷片和1层0.94Na1/2Bi1/2TiO3-0.06BaTiO3的生瓷片的收缩不匹配，拱形高度可以达到89μm，然后材料两面制备上银电极，放在平面基板上形成点面式挠曲电压电复合材料，在ZJ-6A准静态d33仪测量得到2-4pC/N的表观压电性能。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种拱形片状介电材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将n层陶瓷材料叠压形成层叠体生坯后裁切，其中n≥2，所述层叠体生坯中至少有一层位于底层的陶瓷材料的收缩率相较于底层以上的陶瓷材料的收缩率小或大；
将所述层叠体生坯烧结形成所述拱形片状介电材料。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述陶瓷材料为同一种陶瓷材料，通过在不同层的陶瓷材料中添加不等量的烧结助剂、添加不同种类的烧结助剂、使用不同的流延体系或采用不同粒度的陶瓷原料调节各层收缩率。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述陶瓷材料为不同种陶瓷材料，通过采用不同收缩率体系的陶瓷材料或者在所述层叠体生坯的其中一面上印刷与坯体收缩率不同的材料。
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述与坯体收缩率不同的材料为电极材料或电阻材料。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述裁切的形状包括圆形或方形。
6.一种挠曲电压电复合材料，其特征在于，包括：
拱形片状介电材料，其由权利要求1-5任一项所述的制备方法制备而成；
电极，其制备于所述拱形片状介电材料的至少一面上；
平板，所述拱形片状介电材料的两端与所述平板形成点面接触。
7.如权利要求6所述的挠曲电压电复合材料，其特征在于，所述电极包括溅射金电极、溅射铂电极、烧银电极、溅射银电极、铝电极或钯电极。
8.如权利要求6所述的挠曲电压电复合材料，其特征在于，所述平板包括氧化铝、硬质合金或天然硬质材料。
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