[发明专利]一种具有压电增强结构的含铋压电材料及其制备方法

权利要求书

1.一种可以增强压电材料表观压电性能的压电增强结构，其特征在于：所述压电增强结构是对有两个相对表面的压电材料的一面进行化学还原，从而形成的由于预应力产生的向还原表面拱起或弯曲的结构。

2.一种具有权利要求1所述压电增强结构的含铋压电材料，其特征在于：所述具有压电增强结构的含铋压电材料是指通过将含铋压电材料进行单面还原，含铋压电材料被还原一面的铋元素还原成金属铋，使得含铋压电材料中产生预应力，含铋压电材料由未还原一面向还原一面弯曲，从而形成的弯曲结构或拱形结构的含铋压电材料。

3.根据权利要求2所述的具有压电增强结构的含铋压电材料，其特征在于：所述含铋压电材料呈方片状、圆片状、长条状或具有两个表面的无规则形状。

4.根据权利要求2或3所述的具有压电增强结构的含铋压电材料，其特征在于：在具有压电增强结构的含铋压电材料的两面形成有金属电极，且形成金属电极后的含铋压电材料通过施加电场进行了极化，使形成金属电极后的含铋压电材料具有压电性能。

5.一种基于权利要求4所述的具有压电增强结构的含铋压电材料的复合结构，其特征在于：

通过将具有压电增强结构的含铋压电材料放置于一平板上或放置于一可支撑其边缘的支撑物上，构成复合结构A，以实现对含铋压电材料压电性能的放大；

或通过将多个具有压电增强结构的含铋压电材料相互粘接，构成复合结构B，以实现对含铋压电材料压电性能的放大；

或通过将多个具有压电增强结构的含铋压电材料串联或并联，构成复合结构C，以实现对含铋压电材料压电性能的放大；

或通过将多个复合结构A、复合结构B和/或复合结构C串联或并联，构成复合结构D，以实现对含铋压电材料压电性能的放大。

6.一种权利要求2所述具有压电增强结构的含铋压电材料的制备方法，其特征在于：将含铋压电材料的一面与还原剂接触，并在不低于500℃的条件下热处理，所述含铋压电材料被单面还原，使得含铋压电材料由未还原一面向还原一面弯曲，从而形成弯曲结构或拱形结构，即得具有压电增强结构的含铋压电材料。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述还原剂为石墨、氢气、一氧化碳、氮气或者惰性气体。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述具有压电增强结构的含铋压电材料按如下步骤进行制备：

将表面经过磨平处理的石墨块放置在氧化铝基板上，然后将表面经磨平处理的含铋压电材料放置于所述石墨块上，再在所述含铋压电材料上压覆氧化铝盖板或氧化锆盖板，使得所述含铋压电材料的一面与所述石墨块紧密接触，获得叠合体系；将所述叠合体系在600-900℃的温度下热处理5分钟-24小时，取出后自然冷却至室温，使得含铋压电材料由未还原一面向还原一面弯曲，形成弯曲结构或拱形结构，即得具有压电增强结构含铋压电材料。