[實用新型]一種多層無鉛壓電霧化元件

有效

• 申請號: 202020229410.4
• 申請日: 2020-02-29
• 公開（公告）號: CN212681600U
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 龔文;吳超峰
• 申請（專利權）人: 桐鄉清鋒科技有限公司
• 主分類號: B06B1/06
• 分類號: B06B1/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型提供一種多層無鉛壓電霧化元件，包括多層無鉛壓電陶瓷環和金屬基片，所述多層無鉛壓電陶瓷環外徑為3~30mm，內徑為2~20mm，所述金屬基片為圓形，直徑5~35mm，所述金屬基片中部存在一圓形的微孔區，所述微孔區直徑為2~20mm，所述微孔區中微孔直徑為1~20μm。所述霧化元件采用鈮酸鹽、鈦酸鹽等不含鉛元素的壓電陶瓷材料作為基礎材料，健康環保，可解決含鉛壓電產品帶來的環境污染及健康危害問題；采用具有多層結構的壓電陶瓷，可有效降低元件阻抗和驅動電壓，增強霧化效果。

技術領域

本實用新型屬于液體霧化及無鉛壓電技術領域，具體涉及一種采用多層陶瓷的無鉛壓電霧化元件。

背景技術

壓電超聲霧化器是一種結構簡單、低能耗、高效率的霧化裝置，在少量和微量霧化領域具有廣泛應用，加濕器和醫用霧化吸入治療儀是其典型應用實例。

現有壓電超聲霧化器的核心霧化元件均采用鋯鈦酸鉛（PZT）基壓電材料制造，該材料中鉛元素質量百分比約70％，其在生產、使用以及廢棄處理過程中會對生態環境造成嚴重損害。在超聲霧化器工作時，含鉛霧化元件與待霧化液體可直接接觸，其中的鉛可進至霧粒，進而被吸入肺部。

鉛是一種對人體危害極大的有毒重金屬，鉛及其化合物進入機體后將對神經、造血、消化、腎臟、心血管和內分泌等多個系統造成危害，特別是對于婦女和兒童，鉛中毒會致畸、危害嬰兒發育，破壞兒童神經系統，造成兒童腦組織損傷甚至導致終生殘疾。許多國家都已出臺相關政策以限制電子產品中鉛的使用，如歐盟的RoHS指令要求電子元器件中鉛含量不得超過1000ppm。

發明內容

針對上述問題，本實用新型提供一種采用多層陶瓷的無鉛壓電霧化元件，所述霧化元件采用鈮酸鹽、鈦酸鹽等不含鉛元素的壓電陶瓷材料作為基礎材料，健康環保，可解決含鉛壓電產品帶來的環境污染及健康危害問題；采用具有多層結構的壓電陶瓷，可有效降低元件阻抗和驅動電壓，增強霧化效果。

一種多層無鉛壓電霧化元件，包括：

多層無鉛壓電陶瓷環，所述多層無鉛壓電陶瓷環外徑為3-30mm，內徑為2~20mm，所述多層無鉛壓電陶瓷環采用鈮酸鉀鈉基或鈦酸鉍鈉基或鈦酸鋇基無鉛壓電陶瓷制成。

進一步地，所述鈮酸鉀鈉基無鉛壓電陶瓷中鈮酸鉀鈉及其摻雜改性材料摩爾含量為55~100%，其中鈮元素質量百分比為40~70%；所述鈦酸鉍鈉基無鉛壓電陶瓷中鈦酸鉍鈉及其摻雜改性材料摩爾含量為55~100%，其中鉍元素質量百分比為30~60%；所述鈦酸鋇基無鉛壓電陶瓷中鈦酸鋇及其摻雜改性材料摩爾含量為55~100%，其中鋇元素質量百分比為40~70%。

進一步地，所述多層壓電陶瓷環為多層結構，所述多層結構包含（2n+1）層壓電陶瓷單層，其中n為正整數，至少為3層；所述壓電陶瓷單層之間設有金屬電極，相鄰單層陶瓷間極化方向相反，形成“機械串聯-電學并聯”結構，以減小元件阻抗，增大元件振幅，提高霧化效果。

金屬基片，用于將壓電陶瓷的振動能量傳至待霧化液體，所述金屬基片為圓形，直徑為5~35mm。

進一步地，所述金屬基片的材質為不銹鋼。

進一步地，所述金屬基片中部存在一圓形的微孔區，所述微孔區直徑為3~20mm，所述微孔區中微孔直徑為1~20μm。

進一步地，所述多層無鉛壓電霧化元件的工作頻率為50~500kHz，優選的，工作頻率為130~150kHz。

進一步地，所述多層無鉛壓電霧化元件在工作頻率下的諧振阻抗為0.2~200 Ω，優選的，諧振阻抗為1~30 Ω。

附圖說明

圖1為一種多層無鉛壓電微孔霧化元件的示意圖。

圖2為多層壓電陶瓷環的多層結構，其中粗實線為電極層。