三硼酸铋晶体高温压电切型及其在高温压电领域的应用

摘要

本发明涉及一种三硼酸铋晶体高温压电切型及其在高温压电领域的应用。本发明采用单斜晶系的BiB₃O₆晶体研制高压电常数晶体切型，有效压电常数可达40pC/N，在室温到600℃具有较高的温度稳定性。本发明克服了压电陶瓷材料使用温度偏低，铌酸锂晶体压电常数不高等缺点，制成宽温度范围内使用的压电传感和超声探测元器件。

主权项

一种三硼酸铋高温压电晶体切型，对于单斜晶系的BiB₃O₆晶体，正的d₂₂的方向取为Y的正方向，物理坐标轴的Y和Z轴平行于结晶轴的b和c轴，物理坐标轴的X轴与Y和Z轴相互垂直并遵循右手螺旋法则；晶体厚度记为t，长度记为l，宽度记为w；BiB₃O₆晶体的YX切型、YZ切型、ZX切型、ZY切型、XY切型或XZ切型的晶片切割后，绕X轴旋转一定角度记为α，绕Y轴旋转一定角度记为β，绕Z轴旋转一定角度记为γ；其特征在于所述的高温压电晶体切型选自下列任一种：A、纵向振动模式的晶体切型YX切型晶片，绕X轴旋转角度α得到(YXl)α晶体切型，‑45°≤α≤45°；纵向压电常数d=25～41pC/N；YZ切型晶片，绕Z轴的旋转角度γ得到(YZl)γ晶体切型，‑45°≤γ≤45°；纵向压电常数d=25～41pC/N；Y切晶棒，绕X轴或Z轴旋转角度α或γ之后，‑45°≤（α或γ）≤45°；纵向压电常数d=20～41pC/N；B、面切变振动模式的晶体切型YX切型或YZ切型晶片绕Y轴旋转β角度的晶体切型，‑15°≤β≤15°，有效压电常数d=15～25pC/N；ZX切型或ZY切型晶片，绕X轴旋转α角度，‑20°≤α≤20°，然后绕Z轴旋转γ角度，‑20°≤γ≤20°，有效压电常数d=15～25pC/N；C、厚度切变振动模式的晶体切型XY切型或XZ切型晶片绕Z轴旋转γ角度，30°≤γ≤70°，然后绕X轴旋转α角度，70°≤α≤110°，获得的晶体切型，其有效压电常数d=30～41pC/N；YX切型或YZ切型晶片绕Y轴旋转β角度，60°≤β≤110°，然后绕X轴旋转α角度，‑60°≤α≤‑20°，获得的晶体切型，其有效压电常数d=30～41pC/N；YX切型或YZ切型晶片绕Z轴旋转γ角度，10°≤γ≤60°，然后绕X轴旋转α角度，‑20°≤α≤20°，获得的晶体切型，其有效压电常数d=30～41pC/N。