[發明專利]一種具有壓電增強結構的含鉍壓電材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201410735030.7
• 申請日: 2014-12-05
• 公開（公告）號: CN104446451A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 初寶進;周萬豐
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: C04B35/475
• 分類號: C04B35/475;C04B35/622
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 何梅生

1.一種可以增強壓電材料表觀壓電性能的壓電增強結構，其特征在于：所述壓電增強結構是對有兩個相對表面的壓電材料的一面進行化學還原，從而形成的由于預應力產生的向還原表面拱起或彎曲的結構。

2.一種具有權利要求1所述壓電增強結構的含鉍壓電材料，其特征在于：所述具有壓電增強結構的含鉍壓電材料是指通過將含鉍壓電材料進行單面還原，含鉍壓電材料被還原一面的鉍元素還原成金屬鉍，使得含鉍壓電材料中產生預應力，含鉍壓電材料由未還原一面向還原一面彎曲，從而形成的彎曲結構或拱形結構的含鉍壓電材料。

3.根據權利要求2所述的具有壓電增強結構的含鉍壓電材料，其特征在于：所述含鉍壓電材料呈方片狀、圓片狀、長條狀或具有兩個表面的無規則形狀。

4.根據權利要求2或3所述的具有壓電增強結構的含鉍壓電材料，其特征在于：在具有壓電增強結構的含鉍壓電材料的兩面形成有金屬電極，且形成金屬電極后的含鉍壓電材料通過施加電場進行了極化，使形成金屬電極后的含鉍壓電材料具有壓電性能。

5.一種基于權利要求4所述的具有壓電增強結構的含鉍壓電材料的復合結構，其特征在于：

通過將具有壓電增強結構的含鉍壓電材料放置于一平板上或放置于一可支撐其邊緣的支撐物上，構成復合結構A，以實現對含鉍壓電材料壓電性能的放大；

或通過將多個具有壓電增強結構的含鉍壓電材料相互粘接，構成復合結構B，以實現對含鉍壓電材料壓電性能的放大；

或通過將多個具有壓電增強結構的含鉍壓電材料串聯或并聯，構成復合結構C，以實現對含鉍壓電材料壓電性能的放大；

或通過將多個復合結構A、復合結構B和/或復合結構C串聯或并聯，構成復合結構D，以實現對含鉍壓電材料壓電性能的放大。

6.一種權利要求2所述具有壓電增強結構的含鉍壓電材料的制備方法，其特征在于：將含鉍壓電材料的一面與還原劑接觸，并在不低于500℃的條件下熱處理，所述含鉍壓電材料被單面還原，使得含鉍壓電材料由未還原一面向還原一面彎曲，從而形成彎曲結構或拱形結構，即得具有壓電增強結構的含鉍壓電材料。

7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于：所述還原劑為石墨、氫氣、一氧化碳、氮氣或者惰性氣體。

8.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于：所述具有壓電增強結構的含鉍壓電材料按如下步驟進行制備：

將表面經過磨平處理的石墨塊放置在氧化鋁基板上，然后將表面經磨平處理的含鉍壓電材料放置于所述石墨塊上，再在所述含鉍壓電材料上壓覆氧化鋁蓋板或氧化鋯蓋板，使得所述含鉍壓電材料的一面與所述石墨塊緊密接觸，獲得疊合體系；將所述疊合體系在600-900℃的溫度下熱處理5分鐘-24小時，取出后自然冷卻至室溫，使得含鉍壓電材料由未還原一面向還原一面彎曲，形成彎曲結構或拱形結構，即得具有壓電增強結構含鉍壓電材料。