本发明专利技术提供一种多层无铅压电陶瓷，采用铌酸钾钠基无铅压电材料制作多层陶瓷，通过优化多层结构的内电极形状及排布方式，实现电学并联、力学串联结构，在增大压电响应、提升振动能量的同时，有效降低驱动电压，减少压电陶瓷发热，使之满足电子烟雾化的性能要求。使之满足电子烟雾化的性能要求。使之满足电子烟雾化的性能要求。
【技术实现步骤摘要】
一种多层无铅压电陶瓷及其在超声雾化电子烟中的应用
[0001]本专利技术属于液体雾化及超声式电子烟领域，具体涉及一种多层无铅压电陶瓷及其在超声雾化电子烟中的应用。
技术介绍
[0002]超声雾化电子烟是利用压电陶瓷的高频振动，将液态的烟油打散，形成微米级的小液体，从而被用户吸入。超声雾化电子烟作为一种新兴的电子烟类型，当前对其研究尚不深入，市售产品存在发热量大、雾化效果不稳定等问题。另外，目前用于超声雾化电子烟中的压电陶瓷，含有大量有毒的铅元素；在电子烟使用过程中，含铅压电陶瓷会直接与烟油接触，而雾化烟油会被直接吸入到人体肺部，这将大大加剧铅元素对人体健康的威胁程度。
技术实现思路
[0003]针对上述问题，本专利技术提供一种多层无铅压电陶瓷，采用铌酸钾钠基无铅压电材料制作多层陶瓷，通过优化多层结构的内电极形状及排布方式，实现电学并联、力学串联结构，在增大压电响应、提升振动能量的同时，有效降低驱动电压，减少压电陶瓷发热，使之满足电子烟雾化的性能要求。
[0004]本专利技术通过以下技术方案来实现：一种多层无铅压电陶瓷，其结构包括：压电陶瓷单层，所述压电陶瓷单层为圆饼形，直径为5
‑
30mm，厚度为0.1
‑
1mm，所述压电陶瓷单层采用铌酸钾钠基无铅压电材料制成。
[0005]进一步地，所述铌酸钾钠基无铅压电材料中铌酸钾钠及其掺杂改性材料摩尔含量为55~100%，其中铌元素质量百分比为40~70%。
[0006]进一步地，所述多层无铅压电陶瓷包含奇数个压电陶瓷单层，即压电陶瓷单层的数量为（2N+1）个，其中N为正整数，各个压电陶瓷单层沿厚度方向重合堆叠。
[0007]平面电极，所述平面电极分布于压电陶瓷单层的两侧。
[0008]进一步地，所述平面电极的材质为金、银、铜、镍、铬中的一种或两种复合。
[0009]进一步地，相邻压电陶瓷单层的重叠面共用一个平面电极。
[0010]进一步的，所述多层无铅压电陶瓷包含偶数个平面电极，即平面电极的数量比压电陶瓷单层多1个，即为（2N+2）个，其中N为正整数。
[0011]进一步地，所述平面电极分为四类，包括顶电极A、中间电极B、中间电极C、底电极D，以上四类电极按照A
‑
(B
‑
C)
N
‑
D的形式排布，即A位于顶部、D位于底部，B、C交替排布在中间，B、C的数量各为N个，N为正整数。
[0012]进一步地，所述底电极D上设有翻边电极，用于与顶电极通过侧边电极相连，从而保证在一个平面上引出多层压电陶瓷的正、负电极。
[0013]侧边电极，所述侧边电极分布于多层无铅压电陶瓷的圆柱面上，共有两个，用于将中间电极与顶、底电极分别相连。
[0014]进一步地，所述侧边电极的材质与平面电极相同。
[0015]进一步地，所述多层无铅压电陶瓷中压电陶瓷单层均沿厚度方向极化，且相邻压电陶瓷单层的极化方向相反。
[0016]进一步地，所述多层无铅压电陶瓷的谐振频率为2
‑
6MHz，压电常数d
33
不低于600pC/N，工作频率下的谐振阻抗为0.1
‑
5Ω。
[0017]本专利技术提出的多层无铅压电陶瓷具有压电响应大、工作频率高、谐振阻抗小等特点，将其应用于超声雾化电子烟，可有效增强电子烟的雾化能量，提高烟油雾化效率，同时降低电子烟的工作电压，减少发热，提高其使用寿命和用户体验；在此基础上，无铅压电陶瓷的使用可有效避免现有含铅材料带来的健康隐患问题，使产品更加健康环保。
附图说明
[0018]图1为一种多层无铅压电陶瓷的外观示意图。
[0019]图2为一种多层无铅压电陶瓷的电极示意图，其中粗实线为电极，横线为平面电极，竖线为侧边电极，箭头代表压电陶瓷单层的极化方向。
[0020]图3为四类平面电极的一种形状示例，其中虚线代表压电陶瓷单层的外沿。
[0021]图4为另一种多层无铅压电陶瓷的剖面示意图，其中粗实线为电极，横线为平面电极，竖线为侧边电极，箭头代表压电陶瓷单层的极化方向。
具体实施方式
[0022]以下对本专利技术的具体实施例进行进一步详细说明。应当理解的是，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。
[0023]除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义，而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。
[0024]实施例1：一种多层无铅压电陶瓷，其结构如图1和图2所示，包括：压电陶瓷单层（11、12和13），所述压电陶瓷单层为圆饼形，直径为5
‑
30mm，厚度为0.1
‑
1mm，采用铌酸钾钠基无铅压电材料制成。
[0025]进一步地，所述铌酸钾钠基无铅压电陶瓷中铌酸钾钠及其掺杂改性材料摩尔含量为55~100%，其中铌元素质量百分比为40~70%。
[0026]进一步地，所述多层无铅压电陶瓷包含3个压电陶瓷单层，各个压电陶瓷单层（11、12和13）沿厚度方向重合堆叠。
[0027]平面电极（2A、2B、2C和2D），所述平面电极分布于压电陶瓷单层（11、12和13）的两侧，所述多层无铅压电陶瓷包含4个平面电极。
[0028]进一步地，所述平面电极（2A、2B、2C和2D）的材质为金、银、铜、镍、铬中的一种或两种复合。
[0029]进一步地，相邻压电陶瓷单层的重叠面共用一个平面电极（2B或2C）。
[0030]进一步地，所述平面电极分为四类，如图3所示，包括顶电极A（2A）、中间电极B（2B）、中间电极C（2C）、底电极D（2D），以上四类电极按照A
‑
(B
‑
C)1‑
D的形式排布，即A位于顶
部、D位于底部，B、C交替排布在中间，B、C的数量各为1个。
[0031]侧边电极（31、32），所述侧边电极分布于多层无铅压电陶瓷的圆柱面上，共有两个，用于将中间电极（2B、2C）与顶（2A）、底电极（2D）分别相连。
[0032]进一步地，所述底电极D上设有翻边电极（2E），用于与顶电极（2A）通过侧边电极（31）相连，从而保证在一个平面上引出正、负电极。
[0033]进一步地，所述侧边电极的材质与平面电极相同。
[0034]进一步地，所述多层无铅压电陶瓷中压电陶瓷单层均沿厚度方向极化，且相邻压电陶瓷单层的极化方向相反。
[0035]进一步地，所述多层无铅压电陶瓷的谐振频率为2
‑
6MHz，压电常数d
33
不低于600pC/N，工作频率下的谐振阻抗为0.1
‑
5Ω。
[0036]实施例2：一种多层无铅压电陶瓷，其结构如图4所示，包括5个压电陶瓷单层，6个平面电极和2个侧边电极。所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种多层无铅压电陶瓷，其特征在于，包括：压电陶瓷单层，所述压电陶瓷单层为圆饼形，直径为5
‑
30mm，厚度为0.1
‑
1mm，所述压电陶瓷单层采用铌酸钾钠基无铅压电材料制成；平面电极，所述平面电极分布于压电陶瓷单层的两侧，包含顶电极、底电极和多个中间电极；侧边电极，所述侧边电极分布于多层无铅压电陶瓷的圆柱面上，共有两个，用于将中间电极与顶、底电极分别相连。2.根据权利要求1所述的多层无铅压电陶瓷，其特征在于：所述多层无铅压电陶瓷包含奇数个压电陶瓷单层，各个压电陶瓷单层沿厚度方向重合堆叠；所述多层无铅压电陶瓷包含偶数个平面电极，平面电极的数量比压电陶瓷单层多1个。3.根据权利要求1所述的多层无铅压电陶瓷，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：龚文，吴超峰，
申请(专利权)人：桐乡清锋科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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