【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于压电晶体，涉及一种溴硼酸钾压电晶体及其切型与应用。
技术介绍
1、某些晶体材料在沿着一定方向受到外力作用产生形变时，其内部会产生极化现象，使电荷重心发生相对位移，从而在晶体相对的表面产生大小相等正负相反的电荷；当外力去掉后，又恢复到不带电的状态，这种现象叫压电效应，晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比；反之，如对晶体材料施加电场，晶体将在极化方向上产生机械变形；当外加电场撤去后，该变形也随之消失，这种现象称为逆压电效应，也称作电致伸缩效应，具有压电效应或逆压电效应的晶体材料均可称为压电晶体。
2、压电晶体广泛应用于超声换能器、声表面波器件、压电振荡器、压电滤波器、传感器等领域。目前已商业化的压电晶体主要有单晶石英(α-sio2)、铌酸锂(linbo3)、钽酸锂(litao3)和弛豫铁电体pmt-pt等。
3、单晶石英具有零频率系数的切型，温度稳定性非常好的优点，但它的压电系数和机电耦合因子较低；同时单晶石英在温度高于350℃时的压力条件下倾向于形成孪晶畴结构，在温度为573℃时会发生α-sio2向β-sio2的相变。铌酸锂和钽酸锂晶体是两种非常重要的压电晶体，这两种晶体的压电系数和机电耦合系数都较大，高频性能也比较好，常用来制作高频宽带滤波器和高频超声换能器。但是铌酸锂晶体的各种切型的频率温度系数均为负值，钽酸锂晶体在室温条件下的频率稳定性也较差，其次，铌酸锂和钽酸锂晶体在使用之前都需要极化。pmn-pt晶体虽然具有非常大的压电系数和机电耦合系数，但是其含有环境不友好元素、不存在弹性系数
4、由于电子和通讯事业的发展，高频与快传输通讯的需要，人们对能够制作宽频带滤波器和高频率稳定性振荡器的新型压电材料产生了兴趣，上述压电晶体无法满足需求，而几种新型的压电材料例如四硼酸锂(li2b4o7)、lgs(硅酸镓镧)系列晶体等被开发并广泛应用。四硼酸锂具有低的延迟温度系数，温度稳定性可与单晶石英相比，机电耦合系数是石英的7倍，声表面波速率高，是制作窄带通声表面滤波器、振荡器及高频体波器件的理想材料；但四硼酸锂易溶于酸，并有轻微潮解性，因此在器件制作时需要采用一定的保护措施；lgs系列晶体几乎拥有单晶石英的所有优点，且其稳定性、压电系数和机电耦合系数比单晶石英高很多，但目前生长大体块高质量的lgs系列晶体还存在困难，同时，因为lgs系列晶体的熔点很高，且晶体中ga元素含量较高，这使得生长成本较高。
5、从以上分析可知，虽然压电晶体的种类很多，但是能实际应用的较少，并且由于各自不可克服的缺点，而随着现代科学技术的发展，对应用于航空航天、地质勘测等领域的压电材料提出了更高的要求，使得开发新的压电晶体材料成为当务之急。
技术实现思路
1、为了改善现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种溴硼酸钾压电晶体及其切型与应用。研究发现，溴硼酸钾晶体，即k3b6o10br(kbb)晶体，是一种性能优异的紫外非线性光学晶体，其晶体结构、透过光谱、非线性效应等基本光学性质已经被报道，并且采用助熔剂法成功生长出大尺寸单晶。
2、研究发现，所述溴硼酸钾具有压电效应，其可以作为压电晶体材料。通过电桥法和谐振法测试，测得所述溴硼酸钾晶体在室温(25℃)下的相对介电常数ε11＝ε22＝8.74、ε33＝8.62，压电常数d33＝6.69pc/n，d15＝6.00pc/n，d21＝0.87pc/n，d31＝2.48pc/n，高于sio2晶体的压电效应，说明所述溴硼酸钾压电晶体具有良好压电性能，而且其还具有更高的温度适用范围(20-500℃)，是一种具有应用前景的压电材料。
3、本专利技术目的是通过如下技术方案实现的：
4、一种溴硼酸钾晶体作为压电晶体的应用。
5、根据本专利技术的实施方式，所述溴硼酸钾晶体的化学式为k3b6o10br。
6、根据本专利技术的实施方案，所述溴硼酸钾晶体属于三方晶系，r3m空间群。
7、根据本专利技术的实施方案，所述溴硼酸钾晶体具有3m点群结构。
8、根据本专利技术的实施方案，所述溴硼酸钾晶体的分子量为422.07。
9、根据本专利技术的实施方案，所述溴硼酸钾晶体的晶胞参数为
10、根据本专利技术的实施方案，所述溴硼酸钾晶体记为kbb晶体。
11、根据本专利技术的实施方案，所述溴硼酸钾晶体具有压电效应。
12、根据本专利技术的实施方案，所述溴硼酸钾晶体的切型结构为正方片状切型、柱状切型(晶棒切型)或者长方片状切型。
13、根据本专利技术的实施方案，所述溴硼酸钾晶体的两端对应面需水平互相平行。
14、根据本专利技术的实施方案，所述溴硼酸钾晶体可以通过本领域已知的方法制备得到的。
15、本专利技术还提供一种溴硼酸钾晶体作为压电晶体在电子设备中的应用。
16、根据本专利技术的实施方案，所述电子设备包括超声换能器、声表面波器件、压电振荡器、压电滤波器和传感器中的至少一种，优选为窄带通声表面滤波器、振荡器、高频体波器件。
17、本专利技术还提供一种溴硼酸钾晶体作为压电晶体在压电元器件中的应用。
18、根据本专利技术的实施方案，在所述溴硼酸钾晶体施加电场的两表面镀导电材料，形成电极，电极外接引线，构成压电元器件。
19、本专利技术还提供一种溴硼酸钾压电晶体切型，所述溴硼酸钾压电晶体的物理学坐标轴x轴、y轴和z轴分别与溴硼酸钾压电晶体的晶体学上的[100]晶面、[120]晶面和[001]晶面方向平行，且物理学坐标轴x轴、y轴和z轴相互垂直并遵循右手螺旋法则；压电晶体的厚度记为t，压电晶体的长度记为l，压电晶体的宽度记为w；压电晶体切割后，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；
20、所述溴硼酸钾压电晶体切型选自下列任一种：
21、z向柱状切型，指在物理坐标轴中长度沿着z方向切割，且x＝y的晶片；
22、x向正方片状切型，指在物理坐标轴中厚度沿着x方向切割，且y＝z的晶片；
23、y向正方片状切型，指在物理坐标轴中厚度沿着y方向切割，且x＝z的晶片；
24、z向正方片状切型，指在物理坐标轴中厚度沿着z方向切割，且x＝y的晶片；
25、yx切型，指在物理坐标轴中厚度沿着y方向、长度沿着x方向切割的晶片；
26、zx切型，指在物理坐标轴中厚度沿着z方向、长度沿着x方向切割的晶片；
27、xyt/γ切型，指在物理坐标轴中厚度沿着x方向、长度沿着y方向，以厚度方向为旋转轴旋转γ方向切割的晶片，γ为30°～60°，如45°；
28、zxt/γ切型，指在物理坐标轴中厚度沿着z方向、长度沿着x方向，以厚度方向为旋转轴旋转γ方向切割的晶片，γ为30°～60°，如45°；
29、yzt/γ切型，指在物理坐标轴中厚度沿着y方向、长度沿着本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种溴硼酸钾晶体作为压电晶体的应用。
2.根据权利要求1所述的应用，其中，所述溴硼酸钾晶体的化学式为K3B6O10Br。
3.根据权利要求1或2所述的应用，其中，所述溴硼酸钾晶体的切型结构为正方片状切型、柱状切型(晶棒切型)或者长方片状切型。
4.一种溴硼酸钾晶体作为压电晶体在电子设备中的应用。
5.一种溴硼酸钾晶体作为压电晶体在压电元器件中的应用。
6.一种溴硼酸钾压电晶体切型，所述溴硼酸钾压电晶体的物理学坐标轴X轴、Y轴和Z轴分别与溴硼酸钾压电晶体的晶体学上的[100]晶面、[120]晶面和[001]晶面方向平行，且物理学坐标轴X轴、Y轴和Z轴相互垂直并遵循右手螺旋法则；压电晶体的厚度记为t，压电晶体的长度记为l，压电晶体的宽度记为w；压电晶体切割后，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；
7.根据权利要求6所述的溴硼酸钾压电晶体切型，其中，在切型晶体表面镀有金电极，极化后测量介电常数、弹性系数和压电常数。
8.一种溴硼酸钾压电晶体的压电性能常数的测
9.根据权利要求8所述的测量方法，其中，所述压电性能常数包括但不限于介电常数、弹性系数和压电常数。
10.根据权利要求8或9所述的测量方法，其中，步骤(2)中，所述测量方法包括如下方法中的至少一种：
...【技术特征摘要】
1.一种溴硼酸钾晶体作为压电晶体的应用。
2.根据权利要求1所述的应用，其中，所述溴硼酸钾晶体的化学式为k3b6o10br。
3.根据权利要求1或2所述的应用，其中，所述溴硼酸钾晶体的切型结构为正方片状切型、柱状切型(晶棒切型)或者长方片状切型。
4.一种溴硼酸钾晶体作为压电晶体在电子设备中的应用。
5.一种溴硼酸钾晶体作为压电晶体在压电元器件中的应用。
6.一种溴硼酸钾压电晶体切型，所述溴硼酸钾压电晶体的物理学坐标轴x轴、y轴和z轴分别与溴硼酸钾压电晶体的晶体学上的[100]晶面、[120]晶面和[001]晶面方向平行，且物理学坐标轴x轴、y轴和z轴相互垂直并遵循右手螺旋法则；压电晶体的厚度记为t，压电晶体的长度记为l，压电晶体的宽度记为w；压电晶体切割后，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...
【专利技术属性】
技术研发人员：夏明军，刘青雄，吴倩，王天予，李如康，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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