[发明专利]NdCa4O(BO3)3晶体零频率温度系数切型及应用有效

专利信息
申请号: 201010136214.3 申请日: 2010-03-31
公开(公告)号: CN101847975A 公开(公告)日: 2010-09-29
发明(设计)人: 袁多荣;于法鹏;张树君;潘立虎;尹鑫;郭世义;段秀兰;赵显 申请(专利权)人: 山东大学
主分类号: H03H3/04 分类号: H03H3/04
代理公司: 济南金迪知识产权代理有限公司 37219 代理人: 王绪银
地址: 250100 山*** 国省代码: 山东;37
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摘要:
搜索关键词: ndca sub bo 晶体 频率 温度 系数 应用
【说明书】:

技术领域

发明涉及一种压电晶体NdCa4O(BO3)3晶体零频率温度系数切型及应用,属于频率控制技术领域。

背景技术

石英晶体具有优良的压电性能,广泛应用于无线电频率的控制器件(振荡器,谐振器)和选择器件(滤波器),是电子设备,遥测导航和通讯等系统中的关键元器件。现行的压电晶体频率控制用零温度补偿切型多为石英晶体,温度范围一般在-40-100℃。但石英晶体压电系数较低(d11<4pC/N),机电耦合系数偏低(<8%),已不能满足现代电子通讯技术的发展以及传感技术的发展,人们迫切需要新的具有更高压电常数和机电耦合系数的晶体材料。钽酸锂(X切),四硼酸锂((YXl)51°切)虽然有零频率温度系数切型,但是补偿温度范围有限,温度系数也较大,参见张沛霖,钟维烈《压电材料和器件物理》p.141;Yoshiro Fujiwara,Masaaki ONO,Masayuki Sakai,Noboru Wakatsuki,STRIP TYPE RESONATOR OF LITHIUMTETRABORATE,Proc.39th Ann.Freq.Control Symp.1985,p.351。磷酸镓(GaPO4)、硅酸镓镧(La3Ga5SiO14)等晶体生产成本较高,而且频率稳定范围相对较窄(-130~150℃),参见Robert C.Smythe,Robert C.Helmbold,G.Eric Hague,II,and Karen A.Snow,Langasite,langanite,andlangatate bulk-wave Y-cut resonators,2000 IEEE Transactions on ultrasonics,ferroelectrics,andfrequency control,2000年第二期47卷355-360页;A.Zarka,B.Capelle,J.Detaint,D.Palmier,E.Philippot,O.V.Zvereva,Studies of GaPO4 crystals and resonators,1996 IEEE InternationalFrequency Control Symposium,66-71页。

发明内容

为了克服现有技术中石英晶体机电耦合系数较低,而钽酸锂、硅酸镓镧等晶体频率稳定范围较窄的问题,本发明提供NdCa4O(BO3)3晶体零频率温度系数切型,以实现获得宽温度范围内使用的具有较高频率温度稳定性、高机电耦合系数和压电常数晶体器件。该晶体切型可以使频率控制器件的使用温度范围有较大的提高(-140~200℃),满足国防与民用频率控制器件要求。

本发明采用压电晶体材料NdCa4O(BO3)3(ZXw)θ切型,采用压电常数d26宽度切变振动模式,获得适用于-140-200℃范围内该晶体的零频率温度系数切型。适合制成宽温度范围使用的频率控制器件。

术语解释:

1.零频率温度系数:晶体的弹性常数随温度是变化的,其谐振(反谐振)频率随温度的变化可以写成的温度的函数:

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