專利名稱：：壓電晶體元件的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種壓電晶體元件，屬于晶體元件領域。
背景技術：
：當一些電介質(zhì)晶體在外力的作用下發(fā)生變形時，它的某些表面上就會出現(xiàn)正負相反的極化電荷，這種沒有電場的作用，只是由于應變或應力，在晶體內(nèi)產(chǎn)生電極化的現(xiàn)象稱為正壓電效應，又稱壓電效應。當對壓電材料施加交變電場時，壓電材料不但產(chǎn)生極化，還產(chǎn)生應變和應力。這種由電場產(chǎn)生應變或應力的現(xiàn)象稱為逆壓電效應。壓電器件大多是利用壓電材料的正壓電效應制成的，根據(jù)這一特性就可以用來測量力和能變換為力的非電物理量，如位移、壓力、振動、加速度等。人們利用上述效應，制備成功各類壓電器件，包括聲學傳感器(例如噪音、振動、聲音和超聲波傳感器)、力傳感器、壓力傳感器、加速度傳感器和慣性傳感器等等，廣泛應用于國民經(jīng)濟的各個領域。而壓電執(zhí)行器則是利用壓電材料的逆壓電效應而制成的，在電聲和超聲工程等領域中具有廣泛的應用。由于壓電傳感器基于壓電效應制成，這就決定其不能應用于靜態(tài)量的測量。這是因為外力作用后在壓電材料中產(chǎn)生的電荷，只有在回路具有無限大的輸入電阻時才能得到保存。然而，實際的情況并不是這樣的。比如一種具有較小電阻率的壓電材料，由于受到外力作用而產(chǎn)生的電荷很快就會流動中和，不能被探測到。另外，電荷的保持時間與制作器件的壓電材料(特別是在壓電材料兩表面涂覆電極形成三明治結構時)的時間常數(shù)RC之間具有比例關系。當測量回路的時間常數(shù)不大時，保存的電荷量十分有限，造成傳感器不能很好的工作。此外，傳感器最低的使用頻率與時間常數(shù)成反比，因此為了擴大傳感器的低頻響應范圍，就必須盡量提高回路的時間常數(shù)。當某種材料的時間常數(shù)足夠大，其工作的頻率就可以很低，可以將傳感器的動態(tài)響應頻帶拓寬到更長的波段。所以，對于大多數(shù)的應用大的時間常數(shù)是必需的。但是這不能依靠增加測量回路的電容量來提高時間常數(shù)，因為傳感器的靈敏度與電容量是成反比的。切實可行的辦法是通過提高測量回路的電阻率來提高傳感器的靈敏度，也就是說采用具有大電阻率的材料來制作此類器件是十分必要的。同時，大多數(shù)用來監(jiān)測聲波、振動、噪音信號的靜態(tài)傳感器和聲學傳感器等壓電器件都在常溫下使用。目前，這些器件大都采用鈮酸鋰晶體制作壓電元件。然而，在工業(yè)應用中，往往需要能夠在高溫下工作的壓電器件。由于鈮酸鋰晶體電阻率低，其最高使用溫度不超過650°C，所以極大的限制了其制作的壓電器件的應用。另一種相對常用的晶體是電氣石，但是它價格昂貴、不易合成、且壓電系數(shù)相對比較低，也不能廣泛應用。而價格相對廉價的壓電陶瓷材料，由于其居里溫度較低，在高于居里溫度時就失去了壓電性能，不能作為壓電器件的壓電元件，且目前其應用溫度最高不超過650"C。綜上所述，工業(yè)應用中十分迫切需要能夠制作在高于650°C下使用的壓電元件。
發(fā)明內(nèi)容為了解決上述問題，目標在于找到價格低廉，性能優(yōu)異，且能制成晶體元件應用于高溫環(huán)境中的壓電晶體材料，本發(fā)明在對已有的壓電材料進行了充分的調(diào)研基礎上，利用第一性原理計算方法為理論指導來設計材料。在對已有壓電材料的調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，大部分硅酸鎵鑭類壓電晶體材料具有優(yōu)異性能，但是都含有價格昂貴的Ga元素，且高溫性能不理想，極大的限制了其在各領域中的廣泛應用。針對上述現(xiàn)實，我們提出了用其他廉價的元素來替代昂貴的Ga元素，在不降低材料性能的前提下，以降低材料的成本。然而，新材料的發(fā)現(xiàn)并不是簡單的元素替換，過程是十分復雜和艱難的，需要大量的理論指導和實驗。首先，元素替換后的新材料不一定能穩(wěn)定存在。其次，元素替換后的新材料能穩(wěn)定存在并不意味著能保持被替換前材料所具有的結構和性能。再次，即使能保持被替換前材料所具有的結構和性能，但是并不能保證元素替換后的新材料可以制備成晶體材料。根據(jù)上述元素替換思路，本發(fā)明采用第一性原理方法預測Ga元素被替換后的新材料的穩(wěn)定性和性能。最后對理論計算結果進行分析，選擇性能優(yōu)異的新材料進行固相合成，固相合成成功后再進行晶體的生長研究，直至獲得設計的晶體材料。通過大量的理論計算發(fā)現(xiàn)，當用廉價的Al元素代替十分昂貴的Ga元素后，晶體材料的成本大幅下降的同時，晶體的性能也有進一步的提高，特別是高溫性能，且Al元素替換后的新材料能穩(wěn)定存在。根據(jù)理論計算結果，通過大量反復的實驗探索，最終成功生長出按理論設計的新晶體材料。對生長出的新晶體材料進行性能測試，性能測試結果與理論計算結果十分接近，很好的論證了理論計算的正確性。由上述機理性原因和大量的實驗結果，引出本發(fā)明的目的之一在于提出一種高溫壓電晶體元件，其結構如圖1所示，該高溫壓電晶體元件包括1為壓電晶體材料，2為電極層，3為引線。所述的壓電晶體材料，其化學式為A3+xB1+yAl3+zSi2+m014+n，其中-0.2^χ^0.2,-0.2^y^0.2,-0.2^ζ^0.2,-0.2^m^0.2,-1.4^η^1.4；A為Ca或Sr或者兩者的組合，其中優(yōu)選Ca元素；B為Ta、Nb或Sb三種元素中的一種，也可以是三種元素中的幾種元素的組合，其中優(yōu)選Ta或Nb元素。所述的壓電晶體材料，優(yōu)選Ca3TaAl3Si2O14晶體或Ca3NbAl3Si2O14晶體。所述的電極層(2)，為能在20°C1000°C溫度下使用，可以選用任何在20°C1000°c溫度下正常工作的金屬，包括Pt、Ir或Pd電極層，其中優(yōu)選Pt做為電極層。所述的電極層(2)結合在壓電晶體材料(1)的兩表面上或者是任意一表面上并行排列。所述的引線(3)，為能在20°C1000°C溫度下使用，可以選用任何在20°C1000°c溫度下正常工作的金屬，包括Pt、Ir或Pd引線，其中優(yōu)選Pt做為引線。所述的引線(3)結合在電極層(2)上，與電極層構成通路。所述的壓電晶體材料，可以選用X切，Y切，Z切，或者其他旋轉(zhuǎn)切型，其中優(yōu)選X切和Y切。上述的X切是指，晶體材料的厚度方向沿著物理學坐標的X軸。以此類推，Y切和Z切就是晶體材料的厚度方向分別沿著物理學坐標的Y軸和Z軸的。上述的其他旋轉(zhuǎn)切型指，晶體材料的厚度方向不是沿著物理學坐標中X、Y、Z三個坐標軸向的其他所有方向的切型，至少與X、Y、Z三個坐標軸中的一個坐標軸成一定的夾角。選用切型，尤其是X切和Y切是因為晶體材料是一種各向異性材料，不同的方向晶體的性能有很大差別，對于A3+xB1+yAl3+zSi2+m014+n晶體材料來說X切和Y切晶片具有大的壓電系數(shù)和高的機電耦合系數(shù)，有利于提高所制備成的壓電晶體器件的使用性能。本發(fā)明的目的之二在于提出一種壓電晶體元件的制備方法，包括壓電晶體材料加工，電極層的制備和引線的制備步驟。1、壓電晶體材料加工步驟包括，對A3+xB1+yAl3+zSi2+m014+n晶體進行定向、切割、研磨、拋光，獲得用于制作上述的壓電晶體元件的壓電晶片。其中-0.2≤χ≤0.2，-0.2≤y≤0.2，-0.2≤ζ≤0.2，-0.2≤m≤0.2，-1.4≤η≤1.4。A為Ca、Sr或者兩者的組合，其中優(yōu)選Ca元素。B為Ta、Nb或Sb三種元素中的一種，也可以是三種元素中的幾種元素的組合，其中優(yōu)選Ta或Nb元素。所述的切割過程可以選用X切，Y切，Z切，或者其他旋轉(zhuǎn)切型，其中優(yōu)選X切和Y切。其中，晶片的切向、尺寸和形狀對于不同的應用有不同的要求，需要根據(jù)實際要求來確定。上述的壓電晶體材料采用通常的晶體生長方法制備，所述的晶體制備方法在以往文獻中已有報道。所述的晶體制備過程包括首先，根據(jù)化學式為A3+xB1+yAl3+zSi2+m014+n稱取原料進行配料，經(jīng)過混合，壓塊，在不低于1200°C高溫下燒結，通過固相反應得到多晶料。其中-0.2≤χ≤0.2，-0.2≤y≤0.2，-0.2≤ζ≤0.2，-0.2≤m≤0.2，-1.4≤η≤1.4。A為Ca、Sr或者兩者的組合，其中優(yōu)選Ca元素。B為Ta、Nb或Sb三種元素中的一種，也可以是三種元素中的幾種元素的組合，其中優(yōu)選Ta或Nb元素。上述所選用的原料中Ca元素選用Ca的碳酸鹽、硝酸鹽或氧化物等，其中優(yōu)選CaCO3,Sr元素選用Sr的碳酸鹽、硝酸鹽或氧化物等，其中優(yōu)選SrCO3,Ta元素選用Ta2O5，Nb元素選用Nb2O5，Sb元素選用Sb2O5，Al元素選用Al2O3，Si元素選用SiO2。其次，采用熔體提拉法等晶體制備方法進行晶體生長，得到晶體。所述的熔體提拉法生長晶體，使用銥金或鉬金坩堝，然后上述的多晶料填入到坩堝內(nèi)，將坩堝放入晶體生長提拉爐的爐腔中，經(jīng)23小時加熱使多晶料熔化，在高于融化溫度80°C140°C保溫410小時使熔體穩(wěn)定；采用Z向或Y向籽晶，在高于熔化溫度20°C80°C左右下種開始提拉生長；轉(zhuǎn)速采用530rpm，提拉速度為0.53mm/h。生長結束晶體提離熔體后以每小時70120°C的速度降，冷卻后獲得A3+xB1+yAl3+zSi2+m014+n晶體。所述生長過程如果使用銥金坩堝時要使用N2或Ar氣等惰性氣氛保護，避免坩堝發(fā)生氧化，使用鉬金坩堝時不需要保護氣氛。所述的原料加熱方式采用通常使用的加熱方式，其中優(yōu)選使用中頻感應電源加熱或電阻加熱。2、壓電晶體元件的電極層的制備步驟包括，在上述的壓電晶片表面涂覆電極層漿料，所述的漿料包括Pt、Ir或Pd漿料，其中優(yōu)選Pt漿料，并使?jié){料充分干燥，最后在80012000C高溫燒結，完成電極層的制備。上述的電極層可以采用涂覆在壓電晶體材料(1)的兩表面，如圖1A，或者是任意一面上并行排列，如圖1B。電極層的形狀可以根據(jù)具體的需要來設計。3、壓電晶體元件的引線的制備步驟為，在上述的已經(jīng)制備了電極層的晶片的電極層上用高溫焊接的方法焊接上引線(引線包括Pt、Ir或Pd引線，其中優(yōu)選Pt引線)，即完成引線的制備。上述引線要通過高溫焊接在圖1中電極層(2)上，和電極層構成通路。根據(jù)不同的電極層，引線有不同的焊接方式。但是主要的特征就是要與電極層構成通路。本發(fā)明的目的之三在于提出上述壓電晶體元件作為壓電元件來應用，其使用溫度為20°C1000°C；尤其涉及作為高溫壓電元件來應用，優(yōu)選高溫使用溫度為400°C1000°C，進一步優(yōu)選高溫使用溫度為650°C1000°C。作為壓電晶體元件，應當具有優(yōu)良的高溫性能，高溫性能的測量必須需將高溫壓電晶體元件置于高溫環(huán)境中。以優(yōu)選的Ca3TaAl3Si2O14(CTAS)晶體為例，測試過程如下按所述壓電晶體元件的制備步驟，以CTAS晶體為壓電晶體材料，采用Pt為電極層和引線材料制備成如圖IA所示的壓電晶體元件，簡稱CTAS高溫壓電元件。然后將CTAS高溫壓電晶體元件置于高溫爐中，引線與樣品夾相連，用keithley2410測量儀測量從室溫到900°C高溫范圍內(nèi)的電阻，用多頻率LCR測量儀(HP4284A)測量從室溫到900°C高溫范圍內(nèi)的介電性能，用諧振和反諧振法(HP4294A精密阻抗分析儀)測量從室溫到900°C高溫范圍內(nèi)的諧振和反諧振頻率。根據(jù)測量結果既可獲得CTAS高溫壓電晶體元件的高溫電阻率，壓電系數(shù)(dn)，機電耦合系數(shù)(k12)，諧振頻率和反諧振頻率，以及相位角等性能。測量后發(fā)現(xiàn)上述壓電晶體元件具有優(yōu)異的高溫性能(表1)，非常適合于制作壓電器件，特別是應用于高溫環(huán)境中的壓電器件。因為制作晶體元件的壓電晶體材料從室溫到熔點不會發(fā)生相變、壓電系數(shù)大、且高溫電阻率大，具體的高溫性能將下述的本發(fā)明的優(yōu)越性中進行陳述。與現(xiàn)有的壓電晶體材料和壓電陶瓷材料相比，本發(fā)明提供的壓電晶體元件的壓電材料具有以下優(yōu)越性(1)沒有使用昂貴的Ga元素。現(xiàn)有的材料包括GaPO4、La3Ga5SiO14(LGS)、Ca3TaGa3Si2O14(CTGS)都含有高比例的昂貴的Ga元素，材料的成本非常高，極大的限制了這些材料的廣泛應用。而本發(fā)明的材料用十分廉價的Al元素完全替代了Ga元素，材料的成本大大降低。如高純Ga2O3的價格是高純Al2O3價格的20倍左右，而CTGS中Ga元素含量占到了30.5%，所以當Al元素完全替代Ga元素以后材料的成本大幅下降，非常有利于材料的大規(guī)模工業(yè)化應用。表1比較了CTAS、CTGS和LGS晶體的高溫性能、原料價格和以機電耦合系數(shù)為歸一化條件后的性價比，顯示了CTAS晶體在高溫應用方面的巨大優(yōu)勢。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>(2)高溫性能出色。CTAS晶體600°C時的電阻率達到IO8Ω·cm量級，800°C時的電阻率達到IO6Ω.cm量級。CTAS與LGS相比600°C的電阻率提高了兩個數(shù)量。CTAS晶體的壓電系數(shù)(dn)隨著溫度的升高而增大，50°C時dn為4.34pC/N，800°C時dn為5.92pC/N，880°C比50°C時的壓電系數(shù)提高了36.34%；晶體的機電耦合系數(shù)(K12)隨溫度的升高也增大，600°C時K12為16.0%，800°C時K12為16.6%。在680°C時，CTAS晶體仍然具有優(yōu)異的壓電性能，能夠在這一溫度穩(wěn)定的工作。總之，大的高溫電阻率、大的壓電系數(shù)和大的機電耦合系數(shù)，使其非常適合制作在高溫環(huán)境下使用的壓電器件。(3)從室溫到熔點沒有相變。與現(xiàn)有的壓電陶瓷和鐵電單晶相比，本發(fā)明的材料從室溫到融化不發(fā)生相變。使得材料的使用溫度范圍和穩(wěn)定性大大的提高。綜上所述，本發(fā)明用A3+xB1+yAl3+zSi2+m014+n晶體作為壓電材料制成的高溫壓電晶體元件，具有從室溫到熔點不會發(fā)生相變、壓電系數(shù)大、高溫電阻率大、幾點耦合系數(shù)高、價格便宜等優(yōu)點。上述的高溫壓電晶體元件最高使用溫度可到1000°C，可應廣泛用于高溫領域。圖1是與本發(fā)明相關的高溫壓電晶體元件的示意圖，圖IA為兩面涂覆電極，圖IB為單面涂覆并排的電極。其中，ι為壓電晶體材料，2為電極層，3為引線。圖2是CTAS晶體的電阻率的對數(shù)隨溫度變化的曲線。從圖中可知，CTAS晶體的電阻率的對數(shù)隨溫度的升高而降低，但是600°C時的電阻率達到108Ω量級，800°C時的電阻率達到IO6Ω·cm量級。圖3是CTAS晶體的壓電系數(shù)和機電耦合系數(shù)隨溫度變化的曲線。從圖中可知，CTAS晶體的壓電系數(shù)和機電耦合系數(shù)都隨著溫度的升高而增大。880°C時的壓電系數(shù)為5.92pC/N，880°C時的機電耦合系數(shù)為16.6%。圖4是CTAS晶體在680°C下的相位角和阻抗的對數(shù)隨頻率變化的曲線。從圖中可知，在680°C時，CTAS晶體仍然具有優(yōu)異的壓電性能。具體實施例方式下面結合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。下列實施例中未注明具體條件的實驗方法，通常按照常規(guī)條件，或按照制造廠商所建議的條件進行。實施例1采用高純的〇&0)3、丁&205、八1203、5土02原料，按〇&TaAlSi=3132配料，經(jīng)過混合，壓塊，高溫燒結成多晶材料，然后采用熔體提拉法進行晶體生長，獲得Ca3TaAl3Si2O14(CTAS)晶體。對晶體進行定向，切割，研磨，拋光，加工成直徑為9mm，厚度為0.35mm的X切圓片，然后在兩X面涂覆Pt電極，置于高溫環(huán)境下燒結，最后在Pt電極上焊接上Pt引線，完成CTAS高溫壓電晶體元件的制備。然后將CTAS高溫壓電晶體元件置于特制的高溫爐中，引線與特制的樣品夾相連，用keithley2410測量儀測量從室溫到900°C高溫范圍內(nèi)的電阻，用多頻率LCR測量儀(HP4284A)測量從室溫到900°C高溫范圍內(nèi)的介電性能，用諧振和反諧振法(HP4294A精密阻抗分析儀)測量從室溫到900°C高溫范圍內(nèi)的諧振和反諧振頻率。根據(jù)測量結果既可獲得CTAS高溫壓電晶體元件的高溫電阻率，見圖2;壓電性能(dn)與機電耦合系數(shù)(k12)，見圖3；高溫下的諧振頻率和反諧振頻率和相位角，見圖4。實施例2采用高純的0&0)3、恥205、六1203、5士02原料，按CaNbAlSi=3132配料，經(jīng)過混合，壓塊，高溫燒結成多晶材料，然后采用熔體提拉法進行晶體生長，獲得Ca3NbAl3Si2O14晶體。對晶體進行定向，切割，研磨，拋光，加工成直徑為9mm，厚度為0.35mm的Y切圓片，然后在兩Y面涂覆Pt電極，置于高溫環(huán)境下燒結，最后在Pt電極上焊接上Pt引線，完成高溫壓電晶體元件的制備。實施例3采用高純的CaC03、SrC03、Ta205、A1203、SiO2原料，按CaSrTaAlSi=2.90.1132配料，經(jīng)過混合，壓塊，高溫燒結成多晶料，然后填入到銥金坩堝內(nèi)，將坩堝放入中頻感應加熱晶體生長提拉爐的爐腔中，保護氣氛采用N2+0.5%02。具體的生長過程包括，經(jīng)3小時升溫至多晶料熔化，保溫4小時使熔體穩(wěn)定；采用X向籽晶，在高于熔化溫度50°C左右下種開始提拉生長；轉(zhuǎn)速采用15rpm，提拉速度為lmm/h。生長結束晶體提離熔體后以每小時100°C的速度降溫，冷卻后獲得Ca2.9SraJaAl3Si2O14晶體。對晶體進行定向，切割，研磨，拋光，加工成長為8mm，寬為2mm，厚度為0.3mm的Y切長方形晶片，然后在兩Y面涂覆Pt電極，置于高溫環(huán)境下燒結，最后在Pt電極上焊接上Pt引線，完成高溫壓電晶體元件的制備。實施例4采用高純的CaC03、Ta205、Nb205、Sb205、A1203、SiO2原料，按CaTaNbSbAlSi=2.90.10.80.13.12配料，經(jīng)過混合，壓塊，高溫燒結成多晶材料，然后填入到銥金坩堝內(nèi)，將坩堝放入中頻感應加熱晶體生長提拉爐的爐腔中，保護氣氛采用N2+0.5%O2。具體的生長過程包括，經(jīng)3小時升溫至多晶料熔化，保溫4小時使熔體穩(wěn)定；采用Z向籽晶，在高于熔化溫度50°C左右下種開始提拉生長；轉(zhuǎn)速采用15rpm，提拉速度為lmm/h。生長結束晶體提離熔體后以每小時100°C的速度降，冷卻后獲得Cai9SraiTaa8NbaiAlilSi2C^9晶體。對晶體進行定向，切割，研磨，拋光，加工成直徑為12mm,厚度為0.35mm的Z切圓片，然后在兩Z面涂覆Pd電極，置于高溫環(huán)境下燒結，最后在Pd電極上焊接上Pt引線，完成高溫壓電晶體元件的制備。實施例5采用高純的CaC03、Sb205、Nb205、A1203、SiO2原料，按CaSbNbAlSi=2.90.80.13.22配料，經(jīng)過混合，壓塊，高溫燒結成多晶材料，然后填入到銥金坩堝內(nèi)，將坩堝放入中頻感應加熱晶體生長提拉爐的爐腔中，保護氣氛采用N2+0.5%O20具體的生長過程包括，經(jīng)3小時升溫至多晶料熔化，保溫4小時使熔體穩(wěn)定；采用Y向籽晶，在高于熔化溫度50°C左右下種開始提拉生長；轉(zhuǎn)速采用20rpm，提拉速度為lmm/h。生長結束晶體提離熔體后以每小時100°C的速度降溫，冷卻后獲得Ca2.9Sba8Nba^l3.2Si2013.95晶體。對晶體進行定向，切割，研磨，拋光，加工成直徑為9mm，厚度為0.35mm的Y切圓片，然后在兩Y面中的任意Y面涂覆Pd電極，置于高溫環(huán)境下燒結，最后在Pt電極上焊接上Pd引線，如圖IB所示，完成高溫壓電晶體元件的制備。權利要求壓電晶體元件，其特征在于，包括壓電晶體材料(1)，電極層(2)，引線(3)；所述的壓電晶體材料，其化學式為A3+xB1+yAl3+zSi2+mO14+n，其中-0.2≤x≤0.2，-0.2≤y≤0.2，-0.2≤z≤0.2，-0.2≤m≤0.2，-1.4≤n≤1.4；A為Ca或Sr或者兩者的組合；B為Ta、Nb或Sb三種元素中的一種或幾種元素的組合；所述的壓電晶體材料，選用X切，Y切，Z切，或者其他旋轉(zhuǎn)切型。2.按權利要求1所述的壓電晶體元件，其特征在于，A為Ca元素。3.按權利要求1所述的壓電晶體元件，其特征在于，B為Ta或Nb元素。4.按權利要求1或2或3所述的壓電晶體元件，其特征在于，所述的壓電晶體材料，為Ca3TaAl3Si2014晶體或Ca3NbAl3Si2014晶體。5.按權利要求1或2或3所述的壓電晶體元件，其特征在于，所述的壓電晶體材料，選用X切和Y切切型。6.按權利要求1或2或3所述的壓電晶體元件，其特征在于，所述的電極層結合在壓電晶體材料的兩表面上或者在任意一表面上并行排列。7.按權利要求1或2或3所述的壓電晶體元件，其特征在于，所述的引線結合在電極層上，與電極層構成通路。8.按權利要求1或2或3所述的壓電晶體元件，其特征在于，所述的電極層包括Pt、Ir或Pd電極層。9.按權利要求8所述的壓電晶體元件，其特征在于，所述的電極層為Pt電極層。10.按權利要求1或2或3所述的壓電晶體元件，其特征在于，所述的引線包括Pt、Ir或Pd引線。11.按權利要求10所述的壓電晶體元件，其特征在于，所述的引線為Pt引線。12.壓電晶體元件的制備方法，包括壓電晶體材料加工，電極層的制備和引線的制備，其特征在于(1)所述的壓電晶體材料加工包括，選用A3+xB1+yAl3+zSi2+m014+n晶體進行定向、切割、研磨、拋光，獲得壓電晶片；其中-0.2≤x≤0.2,-0.2≤y≤0.2,-0.2≤z≤0.2,-0.2≤m≤0.2,-1.4≤n≤1.4；A為Ca或Sr或者兩者的組合；B為Ta、Nb或Sb三種元素中的一種或幾種元素的組合。所述的切割過程選用X切，Y切，Z切，或者其他旋轉(zhuǎn)切型；(2)所述的壓電晶體元件的電極層的制備包括，在上述的壓電晶片表面涂覆電極層漿料，使?jié){料干燥，在8001200°C燒結；(3)所述的壓電晶體元件的引線的制備包括，在上述的已經(jīng)制備了電極層的晶片的電極層上用高溫焊接的方法焊接上弓I線。13.按權利要求12所述的壓電晶體元件的制備方法，其特征在于，A為Ca元素。14.按權利要求12所述的壓電晶體元件，其特征在于，B為Ta或Nb元素。15.按權利要求12所述的壓電晶體元件的制備方法，其特征在于，所述的切型選用X切和Y切。16.按權利要求12所述的壓電晶體元件的制備方法，其特征在于，所述的漿料包括Pt、Ir或Pd漿料。17.按權利要求15所述的壓電晶體元件的制備方法，其特征在于，所述的漿料為Pt漿料，18.按權利要求12所述的壓電晶體元件的制備方法，其特征在于，所述的電極層涂覆在壓電晶體材料兩表面，或者在任意一面上并行排列。19.按權利要求12所述的壓電晶體元件的制備方法，其特征在于，所述的引線包括Pt、Ir或Pd引線。20.按權利要求18所述的壓電晶體元件的制備方法，其特征在于，所述的為Pt引線。21.按權利要求1所述的壓電晶體元件的制備方法，其特征在于，所選用的原料中Ca元素選用Ca的碳酸鹽、硝酸鹽或氧化物；Sr元素選用Sr的碳酸鹽、硝酸鹽或氧化物；Ta元素選用Ta205；Nb元素選用Nb205；Sb元素選用Sb205；A1元素選用A1203；Si元素選用Si02。22.按權利要求20所述的壓電晶體元件，其特征在于，Ca元素選用CaC03。23.按權利要求21所述的壓電晶體元件，其特征在于，Sr元素選用SrC03。24.按權利要求111之一所述的壓電晶體元件，用于20°C1000°C下使用的壓電元件。25.按權利要求23所述的壓電晶體元件，用于400°C1000°C下使用的壓電元件。26.按權利要求24所述的壓電晶體元件，用于650°C1000°C4下使用的壓電元件。全文摘要本發(fā)明涉及一種壓電晶體元件，屬于晶體元件領域。本發(fā)明的壓電晶體元件包括壓電晶體材料(1)，電極層(2)，引線(3)。所述的壓電晶體材料，其化學式為A3+xB1+yAl3+zSi2+mO14+n，其中，-0.2≤x≤0.2，-0.2≤y≤0.2，-0.2≤z≤0.2，-0.2≤m≤0.2，-1.4≤n≤1.4，A為Ca、Sr或者兩者的組合，B為Ta、Nb或Sb三種元素中的一種，也可以是三種元素中的幾種元素的組合。本發(fā)明的壓電晶體元件最高使用溫度可達1000℃，具有大的高溫電阻率、大的壓電系數(shù)、高的機電耦合系數(shù)、室溫至熔點沒有相變、價格便宜等特性。文檔編號H01L41/08GK101834268SQ20091004733公開日2010年9月15日申請日期2009年3月10日優(yōu)先權日2009年3月10日發(fā)明者孔海寬,施爾畏,涂小牛,鄭燕青,陳輝申請人:上海硅酸鹽研究所中試基地;中國科學院上海硅酸鹽研究所