[发明专利]三硼酸铋晶体高温压电切型及其在高温压电领域的应用

权利要求书

1.一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。

2.如权利要求1所述的三硼酸铋晶体切型，其特征在于所述纵向切变振动模式的晶体切型中，当旋转角度α或γ位于-20°≤（α或γ）≤20°之间时，纵向压电常数d=25～41pC/N；当旋转角度α或γ位于-10°≤（α或γ）≤10°之间时，纵向压电常数d=30～41pC/N。

3.如权利要求1所述的三硼酸铋晶体切型，其特征在于所述面切变振动模式的晶体切型中，YX切型或YZ切型为方形的晶片，两边长之比为m，-1.5≤m≤1.5；优选，所述YX切型或YZ切型为正方形或近似正方形的晶片，两边长之比m=1或近似为m=1。

4.如权利要求1所述的三硼酸铋晶体切型，其特征在于所述面切变振动模式的晶体切型中，ZX切型或ZY切型为方形晶片，两边长之比为m：-1.5≤m≤1.5；优选，所述ZX切型或ZY切型为正方形或近似正方形的晶片，两边长之比m=1或近似为m=1。

5.如权利要求1所述的三硼酸铋晶体切型，其特征在于所述厚度切变振动模式的晶体切型中：XY切型或XZ切型，绕Z轴旋转γ角度，40°≤γ≤80°，然后绕X轴旋转α角度，80°≤α≤100°，厚度切变压电常数d为35～41pC/N。

6.如权利要求1所述的三硼酸铋晶体切型，其特征在于所述厚度切变振动模式的晶体切型中：YX切型或YZ切型，绕Y轴旋转β角度，70°≤β≤100°之间时，然后绕X轴旋转α角度，-50°≤α≤-20°之间时，厚度切变压电常数d为35～41pC/N。

7.如权利要求1所述的三硼酸铋晶体切型，其特征在于所述厚度切变振动模式的晶体切型中：YX切型或YZ切型，绕Z轴旋转γ角度，20°≤γ≤50°，然后绕X轴旋转α角度，-15°≤α≤10°，可获得较高压电常数的厚度切变振动模式的晶体切型，厚度切变压电常数d为35～41pC/N。

8.如权利要求1-7任一项所述的三硼酸铋晶体切型，其特征在于所述BiB₃O₆晶体不同方向的切型加工成长方片状、圆片状、柱状或环柱状。