Li_2B_4O_7晶体压电性能及应用的研究

Study on Piezoelectric Performance and Application of Li_2B_4O_7 Crystal

Li2 B4O7(简称LBO)晶体是一种性能优异的压电晶体材料 ,特别适合于制作高频、宽带、低插入损耗的声表面波 (SAW)和体波 (BAW)器体。本文采用导纳圆图法和脉冲回波法测得LBO晶体的弹性及压电系数。从测试结果可以看出 ,弹性系数的交叉分量少 ,且数值相对较小 ;在 ( 0 0 1 )面内有较高的声波传播速度 ,其变化范围为 6 5 0 0～ 70 80m/s ,在 [0 0 1 ]方向有较低的声波传播速度 ,大约为 5 1 6 0m/s;而压电性能反映了在不同方向的机电耦合系数均比石英晶体相应参数大得多。该晶体具有较高的K2 S 值 ,机械加工性能良好 ,莫氏硬度 6 ,小于石英 ,可方便地用于制造谐振器。制作工艺与石英基本相同 :定向切割研磨清洗电极装架调频封装。谐振器性能测试结果与石英的比较表明谐振器的频率温度特性为抛物线型 ,转变温度在 - 1 0～ 5 5℃范围内 ,频率变化为 3× 1 0 -4 。这种晶体还具有良好的频谱响应 ,寄生频率高出主频 1 80kHz,衰减大于 30dB ,完全可以满足器件的使用要求。利用LBO晶体机电耦合系数较高的特点 ,还可以制作出调频范围较宽的压控振荡器 ,性能的测试结果表明可调性为 0 .47% ,比石英晶体振荡器 (可调性为 0 .0 4% )大 1 0倍。宽带晶体滤波器一般是由石英滤波器加展宽线圈制成的 。