[发明专利]一种压电单晶驱动器及其制备方法

说明书

本发明提供的一种压电单晶驱动器及其制备方法，包括压电单晶堆，压电单晶堆包括多个单晶片，多个单晶片(101)沿其厚度方向堆叠，且多个单晶片(101)之间电路并联连接；所述单晶片(101)的厚度方向为011方向、长度方向为100方向、宽度方向选取0‑11方向；本发明在三维定向下的单晶片，其横向压电系数为2000pC/N以上，使得其在驱动电压相同情况下，其层数少，输出形变大、工作频率高等特点。

技术领域

本发明属于精密驱动元件技术领域，具体涉及一种压电单晶驱动器及其制备方法。

背景技术

压电驱动器是材料的压电性能，在一定的电压驱动下，输出相应的位移，一般使用的压电材料为压电陶瓷材料。常用的压电陶瓷的纵向压电系数d₃₃约750pC/N，横向压电系数d₃₁约240pC/N，相比较而言，纵向压电系数d₃₃是横向压电系数d₃₁的2倍多，因此使用压电陶瓷制备的驱动器，都是使用纵向驱动的模式。在这种模式下，驱动器的输出位移与材料的压电系数、驱动电压和驱动器的层数相关，因此在压电系数和驱动电压确定的情况下，只有通过增加驱动器的层数来获取较大的位移输出，层数一般在100以上，这样就导致驱动器的制备工艺繁杂，成品率低，从而导致产品的价格高。同时，由于层数增加，单层厚度的减小，使得驱动器的电容量增大，从而限制了驱动器在高频下的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种压电单晶驱动器及其制备方法，解决了现有的压电单晶驱动器的成本高、成品率低，且使得该驱动器不能在高频环境下使用。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明提供的一种压电单晶驱动器，包括压电单晶堆，压电单晶堆包括多个单晶片，多个单晶片沿其厚度方向堆叠，且多个单晶片之间电路并联连接；所述单晶片的厚度方向为011方向、长度方向为100方向、宽度方向选取0-11方向。

优选地，所述单晶片为PIMNT压电单晶材料。

优选地，所述压电单晶堆沿其长度方向的两端端部分别设置绝缘端盖。

优选地，所述绝缘端盖为氧化铝片。

优选地，两个相邻的单晶片之间采用环氧树脂连接。

一种压电单晶驱动器的制备方法，包括以下步骤：

制备多个单晶片，其中,每个单晶片的厚度方向为011方向，长度方向为100方向，宽度方向为0-11方向；

根据得到的多个单晶片制备压电单晶堆，具体地：将多个单晶片沿其厚度方向进行堆叠，且多个单晶片的电路并联连接；

通过压电单晶堆制备获得压电单晶驱动器。

优选地，制备单晶片的具体方法是：

利用旋转XRD方法对晶体进行三维定向，所述单晶为长方体结构，该长方体结构的厚度方向为011方向，长度方向为100方向，宽度方向为0-11方向；

对定向后的单晶依次进行切割、减薄处理，得到预设尺寸的初级单晶片；

在得到的初级单晶片的上下表面制备预设厚度的金属电极；

对得到的预设金属电极的单晶片进行极化处理，得到单晶片。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：