[發明專利]壓電單晶、其制造方法及使用其的壓電及介電應用部件

在審

• 申請號: 202180082720.5
• 申請日: 2021-12-08
• 公開（公告）號: CN116569675A
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發明（設計）人: 李壕用;白媛善;金蕫皓;金文贊
• 申請（專利權）人: 賽若樸有限公司
• 主分類號: H10N30/85
• 分類號: H10N30/85;C30B29/22;C30B1/02;H10N30/093
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 李棟修;龔澤亮

1.具有由以下化學式1的組成式表示的鈣鈦礦型結構的壓電單晶：

化學式1

[A_1-(a+1.5b)B_aC_b][(MN)_1-x-y(L)_yTi_x]O₃

在所述式中，A表示Pb或Ba，

B表示選自由Ba、Ca、Co、Fe、Ni、Sn和Sr組成的組中的至少一種或多種元素，

C表示選自由Co、Fe、Bi、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu組成的組中的一種或多種元素，

L表示由選自Zr或Hf中的一種組成的單一形式，或其混合形式，

M表示選自由Ce、Co、Fe、In、Mg、Mn、Ni、Sc、Yb和Zn組成的組中的至少一種或多種元素，

N表示選自由Nb、Sb、Ta和W組成的組中的至少一種或多種元素，并且

a、b、x和y分別表示0a≤0.10、0b≤0.05、0.05≤x≤0.58和0.05≤y≤0.62。

2.如權利要求1所述的壓電單晶，其中，當L表示混合形式時，所述壓電單晶由以下化學式2的組成式表示：

化學式2

[A_1-(a+1.5b)B_aC_b][(MN)_1-x-y(Zr_1-w,Hf_w)_yTi_x]O₃，

其中，w表示0.01≤w≤0.20。

3.如權利要求1所述的壓電單晶，其中，在所述式中，a和b分別表示0.01≤a≤0.10和0.01≤b≤0.05。

4.如權利要求1所述的壓電單晶，其中，在所述式中，滿足a/b≥2的條件。

5.如權利要求1所述的壓電單晶，其中，在所述式中，x和y分別表示0.10≤x≤0.58和0.10≤y≤0.62。

6.如權利要求1所述的壓電單晶，其中，所述壓電單晶顯示形成0.2摩爾％至0.5摩爾％的單晶內部的組成梯度。

7.如權利要求1所述的壓電單晶，其中，以體積比計，在所述壓電單晶的組成中還包含0.1％至20％的強化第二相P。

8.如權利要求8所述的壓電單晶，其中，所述強化第二相P為金屬相、氧化物相或孔隙。

9.如權利要求8所述的壓電單晶，其中，所述強化第二相P為選自由Au、Ag、Ir、Pt、Pd、Rh、MgO、ZrO₂和孔隙組成的組中的至少一種或多種物質。

10.如權利要求8所述的壓電單晶，其中，所述強化第二相P在所述壓電單晶內部以晶粒形式均勻分布，或在具有固定圖案時規則分布。

11.如權利要求1所述的壓電單晶，其中，所述x和所述y屬于在菱方相與四方相之間的準同型相界(MPB)中的組成的10mol％內的范圍。

12.如權利要求1所述的壓電單晶，其中，所述x和所述y屬于在菱方相與四方相之間的準同型相界(MPB)中的組成的5mol％內的范圍。

13.如權利要求1所述的壓電單晶，其中，所述壓電單晶顯示居里溫度T_C為180℃以上，與此同時，菱方相與四方相之間的相變溫度T_RT為100℃以上。

14.如權利要求1所述的壓電單晶，其中，所述壓電單晶顯示縱向機電耦合系數k₃₃為0.85以上。