CN101834268A - 压电晶体元件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种压电晶体元件，属于晶体元件领域。本发明的压电晶体元件包括压电晶体材料(1)，电极层(2)，引线(3)。所述的压电晶体材料，其化学式为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为Ca、Sr或者两者的组合，B为Ta、Nb或Sb三种元素中的一种，也可以是三种元素中的几种元素的组合。本发明的压电晶体元件最高使用温度可达1000℃，具有大的高温电阻率、大的压电系数、高的机电耦合系数、室温至熔点没有相变、价格便宜等特性。
Description
技术领域
本发明涉及一种压电晶体元件，属于晶体元件领域。
背景技术
当一些电介质晶体在外力的作用下发生变形时，它的某些表面上就会出现正负相反的极化电荷，这种没有电场的作用，只是由于应变或应力，在晶体内产生电极化的现象称为正压电效应，又称压电效应。当对压电材料施加交变电场时，压电材料不但产生极化，还产生应变和应力。这种由电场产生应变或应力的现象称为逆压电效应。
压电器件大多是利用压电材料的正压电效应制成的，根据这一特性就可以用来测量力和能变换为力的非电物理量，如位移、压力、振动、加速度等。人们利用上述效应，制备成功各类压电器件，包括声学传感器(例如：噪音、振动、声音和超声波传感器)、力传感器、压力传感器、加速度传感器和惯性传感器等等，广泛应用于国民经济的各个领域。而压电执行器则是利用压电材料的逆压电效应而制成的，在电声和超声工程等领域中具有广泛的应用。
由于压电传感器基于压电效应制成，这就决定其不能应用于静态量的测量。这是因为外力作用后在压电材料中产生的电荷，只有在回路具有无限大的输入电阻时才能得到保存。
然而，实际的情况并不是这样的。比如一种具有较小电阻率的压电材料，由于受到外力作用而产生的电荷很快就会流动中和，不能被探测到。另外，电荷的保持时间与制作器件的压电材料(特别是在压电材料两表面涂覆电极形成三明治结构时)的时间常数RC之间具有比例关系。当测量回路的时间常数不大时，保存的电荷量十分有限，造成传感器不能很好的工作。此外，传感器最低的使用频率与时间常数成反比，因此为了扩大传感器的低频响应范围，就必须尽量提高回路的时间常数。当某种材料的时间常数足够大，其工作的频率就可以很低，可以将传感器的动态响应频带拓宽到更长的波段。所以，对于大多数的应用大的时间常数是必需的。
但是这不能依靠增加测量回路的电容量来提高时间常数，因为传感器的灵敏度与电容量是成反比的。切实可行的办法是通过提高测量回路的电阻率来提高传感器的灵敏度，也就是说采用具有大电阻率的材料来制作此类器件是十分必要的。
同时，大多数用来监测声波、振动、噪音信号的静态传感器和声学传感器等压电器件都在常温下使用。目前，这些器件大都采用铌酸锂晶体制作压电元件。
然而，在工业应用中，往往需要能够在高温下工作的压电器件。由于铌酸锂晶体电阻率低，其最高使用温度不超过650℃，所以极大的限制了其制作的压电器件的应用。
另一种相对常用的晶体是电气石，但是它价格昂贵、不易合成、且压电系数相对比较低，也不能广泛应用。而价格相对廉价的压电陶瓷材料，由于其居里温度较低，在高于居里温度时就失去了压电性能，不能作为压电器件的压电元件，且目前其应用温度最高不超过650℃。
综上所述，工业应用中十分迫切需要能够制作在高于650℃下使用的压电元件。
发明内容
为了解决上述问题，目标在于找到价格低廉，性能优异，且能制成晶体元件应用于高温环境中的压电晶体材料，本发明在对已有的压电材料进行了充分的调研基础上，利用第一性原理计算方法为理论指导来设计材料。
在对已有压电材料的调研中发现，大部分硅酸镓镧类压电晶体材料具有优异性能，但是都含有价格昂贵的Ga元素，且高温性能不理想，极大的限制了其在各领域中的广泛应用。针对上述现实，我们提出了用其他廉价的元素来替代昂贵的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，新材料的发现并不是简单的元素替换，过程是十分复杂和艰难的，需要大量的理论指导和实验。首先，元素替换后的新材料不一定能稳定存在。其次，元素替换后的新材料能稳定存在并不意味着能保持被替换前材料所具有的结构和性能。再次，即使能保持被替换前材料所具有的结构和性能，但是并不能保证元素替换后的新材料可以制备成晶体材料。
根据上述元素替换思路，本发明采用第一性原理方法预测Ga元素被替换后的新材料的稳定性和性能。最后对理论计算结果进行分析，选择性能优异的新材料进行固相合成，固相合成成功后再进行晶体的生长研究，直至获得设计的晶体材料。
通过大量的理论计算发现，当用廉价的Al元素代替十分昂贵的Ga元素后，晶体材料的成本大幅下降的同时，晶体的性能也有进一步的提高，特别是高温性能，且Al元素替换后的新材料能稳定存在。
根据理论计算结果，通过大量反复的实验探索，最终成功生长出按理论设计的新晶体材料。对生长出的新晶体材料进行性能测试，性能测试结果与理论计算结果十分接近，很好的论证了理论计算的正确性。
由上述机理性原因和大量的实验结果，引出：
本发明的目的之一在于提出一种高温压电晶体元件，其结构如图1所示，该高温压电晶体元件包括：
1为压电晶体材料，2为电极层，3为引线。
所述的压电晶体材料，其化学式为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为Ca或Sr或者两者的组合，其中优选Ca元素；
B为Ta、Nb或Sb三种元素中的一种，也可以是三种元素中的几种元素的组合，其中优选Ta或Nb元素。
所述的压电晶体材料，优选Ca3TaAl3Si2O14晶体或Ca3NbAl3Si2O14晶体。
所述的电极层(2)，为能在20℃～1000℃温度下使用，可以选用任何在20℃～1000℃温度下正常工作的金属，包括Pt、Ir或Pd电极层，其中优选Pt做为电极层。
所述的电极层(2)结合在压电晶体材料(1)的两表面上或者是任意一表面上并行排列。
所述的引线(3)，为能在20℃～1000℃温度下使用，可以选用任何在20℃～1000℃温度下正常工作的金属，包括Pt、Ir或Pd引线，其中优选Pt做为引线。
所述的引线(3)结合在电极层(2)上，与电极层构成通路。
所述的压电晶体材料，可以选用X切，Y切，Z切，或者其他旋转切型，其中优选X切和Y切。
上述的X切是指，晶体材料的厚度方向沿着物理学坐标的X轴。以此类推，Y切和Z切就是晶体材料的厚度方向分别沿着物理学坐标的Y轴和Z轴的。
上述的其他旋转切型指，晶体材料的厚度方向不是沿着物理学坐标中X、Y、Z三个坐标轴向的其他所有方向的切型，至少与X、Y、Z三个坐标轴中的一个坐标轴成一定的夹角。
选用切型，尤其是X切和Y切是因为晶体材料是一种各向异性材料，不同的方向晶体的性能有很大差别，对于A3+xB1+yAl3+zSi2+mO14+n晶体材料来说X切和Y切晶片具有大的压电系数和高的机电耦合系数，有利于提高所制备成的压电晶体器件的使用性能。
本发明的目的之二在于提出一种压电晶体元件的制备方法，包括压电晶体材料加工，电极层的制备和引线的制备步骤。
1、压电晶体材料加工步骤包括，对A3+xB1+yAl3+zSi2+mO14+n晶体进行定向、切割、研磨、抛光，获得用于制作上述的压电晶体元件的压电晶片。
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为Ca、Sr或者两者的组合，其中优选Ca元素。
B为Ta、Nb或Sb三种元素中的一种，也可以是三种元素中的几种元素的组合，其中优选Ta或Nb元素。
所述的切割过程可以选用X切，Y切，Z切，或者其他旋转切型，其中优选X切和Y切。
其中，晶片的切向、尺寸和形状对于不同的应用有不同的要求，需要根据实际要求来确定。
上述的压电晶体材料采用通常的晶体生长方法制备，所述的晶体制备方法在以往文献中已有报道。
所述的晶体制备过程包括：
首先，根据化学式为A3+xB1+yAl3+zSi2+mO14+n称取原料进行配料，经过混合，压块，在不低于1200℃高温下烧结，通过固相反应得到多晶料。
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为Ca、Sr或者两者的组合，其中优选Ca元素。
B为Ta、Nb或Sb三种元素中的一种，也可以是三种元素中的几种元素的组合，其中优选Ta或Nb元素。
上述所选用的原料中：
Ca元素选用Ca的碳酸盐、硝酸盐或氧化物等，其中优选CaCO3，
Sr元素选用Sr的碳酸盐、硝酸盐或氧化物等，其中优选SrCO3，
Ta元素选用Ta2O5，Nb元素选用Nb2O5，Sb元素选用Sb2O5，Al元素选用Al2O3，Si元素选用SiO2。
其次，采用熔体提拉法等晶体制备方法进行晶体生长，得到晶体。
所述的熔体提拉法生长晶体，使用铱金或铂金坩埚，然后上述的多晶料填入到坩埚内，将坩埚放入晶体生长提拉炉的炉腔中，经2～3小时加热使多晶料熔化，在高于融化温度80℃～140℃保温4～10小时使熔体稳定；采用Z向或Y向籽晶，在高于熔化温度20℃～80℃左右下种开始提拉生长；转速采用5～30rpm，提拉速度为0.5～3mm/h。生长结束晶体提离熔体后以每小时70～120℃的速度降，冷却后获得A3+xB1+yAl3+zSi2+mO14+n晶体。
所述生长过程如果使用铱金坩埚时要使用N2或Ar气等惰性气氛保护，避免坩埚发生氧化，使用铂金坩埚时不需要保护气氛。
所述的原料加热方式采用通常使用的加热方式，其中优选使用中频感应电源加热或电阻加热。
2、压电晶体元件的电极层的制备步骤包括，在上述的压电晶片表面涂覆电极层浆料，所述的浆料包括Pt、Ir或Pd浆料，其中优选Pt浆料，并使浆料充分干燥，最后在800～1200℃高温烧结，完成电极层的制备。
上述的电极层可以采用涂覆在压电晶体材料(1)的两表面，如图1A，或者是任意一面上并行排列，如图1B。电极层的形状可以根据具体的需要来设计。
3、压电晶体元件的引线的制备步骤为，在上述的已经制备了电极层的晶片的电极层上用高温焊接的方法焊接上引线(引线包括Pt、Ir或Pd引线，其中优选Pt引线)，即完成引线的制备。
上述引线要通过高温焊接在图1中电极层(2)上，和电极层构成通路。根据不同的电极层，引线有不同的焊接方式。但是主要的特征就是要与电极层构成通路。
本发明的目的之三在于提出上述压电晶体元件作为压电元件来应用，其使用温度为20℃～1000℃；尤其涉及作为高温压电元件来应用，优选高温使用温度为400℃～1000℃，进一步优选高温使用温度为650℃～1000℃。
作为压电晶体元件，应当具有优良的高温性能，高温性能的测量必须需将高温压电晶体元件置于高温环境中。以优选的Ca3TaAl3Si2O14(CTAS)晶体为例，测试过程如下：
按所述压电晶体元件的制备步骤，以CTAS晶体为压电晶体材料，采用Pt为电极层和引线材料制备成如图1A所示的压电晶体元件，简称CTAS高温压电元件。然后将CTAS高温压电晶体元件置于高温炉中，引线与样品夹相连，用keithley 2410测量仪测量从室温到900℃高温范围内的电阻，用多频率LCR测量仪(HP 4284A)测量从室温到900℃高温范围内的介电性能，用谐振和反谐振法(HP 4294A精密阻抗分析仪)测量从室温到900℃高温范围内的谐振和反谐振频率。根据测量结果既可获得CTAS高温压电晶体元件的高温电阻率，压电系数(d11)，机电耦合系数(k12)，谐振频率和反谐振频率，以及相位角等性能。
测量后发现上述压电晶体元件具有优异的高温性能(表1)，非常适合于制作压电器件，特别是应用于高温环境中的压电器件。因为制作晶体元件的压电晶体材料从室温到熔点不会发生相变、压电系数大、且高温电阻率大，具体的高温性能将下述的本发明的优越性中进行陈述。
与现有的压电晶体材料和压电陶瓷材料相比，本发明提供的压电晶体元件的压电材料具有以下优越性：
(1)没有使用昂贵的Ga元素。现有的材料包括：GaPO4、La3Ga5SiO14(LGS)、Ca3TaGa3Si2O14(CTGS)都含有高比例的昂贵的Ga元素，材料的成本非常高，极大的限制了这些材料的广泛应用。而本发明的材料用十分廉价的Al元素完全替代了Ga元素，材料的成本大大降低。如高纯Ga2O3的价格是高纯Al2O3价格的20倍左右，而CTGS中Ga元素含量占到了30.5％，所以当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规模工业化应用。表1比较了CTAS、CTGS和LGS晶体的高温性能、原料价格和以机电耦合系数为归一化条件后的性价比，显示了CTAS晶体在高温应用方面的巨大优势。
表1
(2)高温性能出色。CTAS晶体600℃时的电阻率达到108Ω·cm量级，800℃时的电阻率达到106Ω·cm量级。CTAS与LGS相比600℃的电阻率提高了两个数量。CTAS晶体的压电系数(d11)随着温度的升高而增大，50℃时d11为4.34pC/N，800℃时d11为5.92pC/N，880℃比50℃时的压电系数提高了36.34％；晶体的机电耦合系数(K12)随温度的升高也增大，600℃时K12为16.0％，800℃时K12为16.6％。在680℃时，CTAS晶体仍然具有优异的压电性能，能够在这一温度稳定的工作。总之，大的高温电阻率、大的压电系数和大的机电耦合系数，使其非常适合制作在高温环境下使用的压电器件。
(3)从室温到熔点没有相变。与现有的压电陶瓷和铁电单晶相比，本发明的材料从室温到融化不发生相变。使得材料的使用温度范围和稳定性大大的提高。
综上所述，本发明用A3+xB1+yAl3+zSi2+mO14+n晶体作为压电材料制成的高温压电晶体元件，具有从室温到熔点不会发生相变、压电系数大、高温电阻率大、几点耦合系数高、价格便宜等优点。
上述的高温压电晶体元件最高使用温度可到1000℃，可应广泛用于高温领域。
附图说明
图1是与本发明相关的高温压电晶体元件的示意图，图1A为两面涂覆电极，图1B为单面涂覆并排的电极。其中，1为压电晶体材料，2为电极层，3为引线。
图2是CTAS晶体的电阻率的对数随温度变化的曲线。从图中可知，CTAS晶体的电阻率的对数随温度的升高而降低，但是600℃时的电阻率达到108Ω·cm量级，800℃时的电阻率达到106Ω·cm量级。
图3是CTAS晶体的压电系数和机电耦合系数随温度变化的曲线。从图中可知，CTAS晶体的压电系数和机电耦合系数都随着温度的升高而增大。880℃时的压电系数为5.92pC/N，880℃时的机电耦合系数为16.6％。
图4是CTAS晶体在680℃下的相位角和阻抗的对数随频率变化的曲线。从图中可知，在680℃时，CTAS晶体仍然具有优异的压电性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件进行。
实施例1
采用高纯的CaCO3、Ta2O5、Al2O3、SiO2原料，按Ca∶Ta∶Al∶Si＝3∶1∶3∶2配料，经过混合，压块，高温烧结成多晶材料，然后采用熔体提拉法进行晶体生长，获得Ca3TaAl3Si2O14(CTAS)晶体。对晶体进行定向，切割，研磨，抛光，加工成直径为9mm，厚度为0.35mm的X切圆片，然后在两X面涂覆Pt电极，置于高温环境下烧结，最后在Pt电极上焊接上Pt引线，完成CTAS高温压电晶体元件的制备。
然后将CTAS高温压电晶体元件置于特制的高温炉中，引线与特制的样品夹相连，用keithley 2410测量仪测量从室温到900℃高温范围内的电阻，用多频率LCR测量仪(HP 4284A)测量从室温到900℃高温范围内的介电性能，用谐振和反谐振法(HP 4294A精密阻抗分析仪)测量从室温到900℃高温范围内的谐振和反谐振频率。根据测量结果既可获得CTAS高温压电晶体元件的高温电阻率，见图2；压电性能(d11)与机电耦合系数(k12)，见图3；高温下的谐振频率和反谐振频率和相位角，见图4。
实施例2
采用高纯的CaCO3、Nb2O5、Al2O3、SiO2原料，按Ca∶Nb∶Al∶Si＝3∶1∶3∶2配料，经过混合，压块，高温烧结成多晶材料，然后采用熔体提拉法进行晶体生长，获得Ca3NbAl3Si2O14晶体。对晶体进行定向，切割，研磨，抛光，加工成直径为9mm，厚度为0.35mm的Y切圆片，然后在两Y面涂覆Pt电极，置于高温环境下烧结，最后在Pt电极上焊接上Pt引线，完成高温压电晶体元件的制备。
实施例3
采用高纯的CaCO3、SrCO3、Ta2O5、Al2O3、SiO2原料，按Ca∶Sr∶Ta∶Al∶Si＝2.9∶0.1∶1∶3∶2配料，经过混合，压块，高温烧结成多晶料，然后填入到铱金坩埚内，将坩埚放入中频感应加热晶体生长提拉炉的炉腔中，保护气氛采用N2+0.5％O2。具体的生长过程包括，经3小时升温至多晶料熔化，保温4小时使熔体稳定；采用X向籽晶，在高于熔化温度50℃左右下种开始提拉生长；转速采用15rpm，提拉速度为1mm/h。生长结束晶体提离熔体后以每小时100℃的速度降温，冷却后获得Ca2.9Sr0.1TaAl3Si2O14晶体。对晶体进行定向，切割，研磨，抛光，加工成长为8mm，宽为2mm，厚度为0.3mm的Y切长方形晶片，然后在两Y面涂覆Pt电极，置于高温环境下烧结，最后在Pt电极上焊接上Pt引线，完成高温压电晶体元件的制备。
实施例4
采用高纯的CaCO3、Ta2O5、Nb2O5、Sb2O5、Al2O3、SiO2原料，按Ca∶Ta∶Nb∶Sb∶Al∶Si＝2.9∶0.1∶0.8∶0.1∶3.1∶2配料，经过混合，压块，高温烧结成多晶材料，然后填入到铱金坩埚内，将坩埚放入中频感应加热晶体生长提拉炉的炉腔中，保护气氛采用N2+0.5％O2。具体的生长过程包括，经3小时升温至多晶料熔化，保温4小时使熔体稳定；采用Z向籽晶，在高于熔化温度50℃左右下种开始提拉生长；转速采用15rpm，提拉速度为1mm/h。生长结束晶体提离熔体后以每小时100℃的速度降，冷却后获得Ca2.9Sr0.1Ta0.8Nb0.1Al3.1Si2O13.9晶体。对晶体进行定向，切割，研磨，抛光，加工成直径为12mm，厚度为0.35mm的Z切圆片，然后在两Z面涂覆Pd电极，置于高温环境下烧结，最后在Pd电极上焊接上Pt引线，完成高温压电晶体元件的制备。
实施例5
采用高纯的CaCO3、Sb2O5、Nb2O5、Al2O3、SiO2原料，按Ca∶Sb∶Nb∶Al∶Si＝2.9∶0.8∶0.1∶3.2∶2配料，经过混合，压块，高温烧结成多晶材料，然后填入到铱金坩埚内，将坩埚放入中频感应加热晶体生长提拉炉的炉腔中，保护气氛采用N2+0.5％O2。具体的生长过程包括，经3小时升温至多晶料熔化，保温4小时使熔体稳定；采用Y向籽晶，在高于熔化温度50℃左右下种开始提拉生长；转速采用20rpm，提拉速度为1mm/h。生长结束晶体提离熔体后以每小时100℃的速度降温，冷却后获得Ca2.9Sb0.8Nb0.1Al3.2Si2O13.95晶体。对晶体进行定向，切割，研磨，抛光，加工成直径为9mm，厚度为0.35mm的Y切圆片，然后在两Y面中的任意Y面涂覆Pd电极，置于高温环境下烧结，最后在Pt电极上焊接上Pd引线，如图1B所示，完成高温压电晶体元件的制备。
Claims (26)
1.压电晶体元件，其特征在于，包括：
压电晶体材料(1)，电极层(2)，引线(3)；
所述的压电晶体材料，其化学式为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为Ca或Sr或者两者的组合；
B为Ta、Nb或Sb三种元素中的一种或几种元素的组合；
所述的压电晶体材料，选用X切，Y切，Z切，或者其他旋转切型。
2.按权利要求1所述的压电晶体元件，其特征在于，A为Ca元素。
3.按权利要求1所述的压电晶体元件，其特征在于，B为Ta或Nb元素。
4.按权利要求1或2或3所述的压电晶体元件，其特征在于，所述的压电晶体材料，为Ca3TaAl3Si2O14晶体或Ca3NbAl3Si2O14晶体。
5.按权利要求1或2或3所述的压电晶体元件，其特征在于，所述的压电晶体材料，选用X切和Y切切型。
6.按权利要求1或2或3所述的压电晶体元件，其特征在于，所述的电极层结合在压电晶体材料的两表面上或者在任意一表面上并行排列。
7.按权利要求1或2或3所述的压电晶体元件，其特征在于，所述的引线结合在电极层上，与电极层构成通路。
8.按权利要求1或2或3所述的压电晶体元件，其特征在于，所述的电极层包括Pt、Ir或Pd电极层。
9.按权利要求8所述的压电晶体元件，其特征在于，所述的电极层为Pt电极层。
10.按权利要求1或2或3所述的压电晶体元件，其特征在于，所述的引线包括Pt、Ir或Pd引线。
11.按权利要求10所述的压电晶体元件，其特征在于，所述的引线为Pt引线。
12.压电晶体元件的制备方法，包括压电晶体材料加工，电极层的制备和引线的制备，其特征在于：
(1)所述的压电晶体材料加工包括，选用A3+xB1+yAl3+zSi2+mO14+n晶体进行定向、切割、研磨、抛光，获得压电晶片；
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为Ca或Sr或者两者的组合；
B为Ta、Nb或Sb三种元素中的一种或几种元素的组合。
所述的切割过程选用X切，Y切，Z切，或者其他旋转切型；
(2)所述的压电晶体元件的电极层的制备包括，在上述的压电晶片表面涂覆电极层浆料，使浆料干燥，在800～1200℃烧结；
(3)所述的压电晶体元件的引线的制备包括，在上述的已经制备了电极层的晶片的电极层上用高温焊接的方法焊接上引线。
13.按权利要求12所述的压电晶体元件的制备方法，其特征在于，A为Ca元素。
14.按权利要求12所述的压电晶体元件，其特征在于，B为Ta或Nb元素。
15.按权利要求12所述的压电晶体元件的制备方法，其特征在于，所述的切型选用X切和Y切。
16.按权利要求12所述的压电晶体元件的制备方法，其特征在于，所述的浆料包括Pt、Ir或Pd浆料。
17.按权利要求15所述的压电晶体元件的制备方法，其特征在于，所述的浆料为Pt浆料，
18.按权利要求12所述的压电晶体元件的制备方法，其特征在于，所述的电极层涂覆在压电晶体材料两表面，或者在任意一面上并行排列。
19.按权利要求12所述的压电晶体元件的制备方法，其特征在于，所述的引线包括Pt、Ir或Pd引线。
20.按权利要求18所述的压电晶体元件的制备方法，其特征在于，所述的为Pt引线。
21.按权利要求1所述的压电晶体元件的制备方法，其特征在于，所选用的原料中：
Ca元素选用Ca的碳酸盐、硝酸盐或氧化物；Sr元素选用Sr的碳酸盐、硝酸盐或氧化物；Ta元素选用Ta2O5；Nb元素选用Nb2O5；Sb元素选用Sb2O5；Al元素选用Al2O3；Si元素选用SiO2。
22.按权利要求20所述的压电晶体元件，其特征在于，Ca元素选用CaCO3。
23.按权利要求21所述的压电晶体元件，其特征在于，Sr元素选用SrCO3。
24.按权利要求1～11之一所述的压电晶体元件，用于20℃～1000℃下使用的压电元件。
25.按权利要求23所述的压电晶体元件，用于400℃～1000℃下使用的压电元件。
26.按权利要求24所述的压电晶体元件，用于650℃～1000℃4下使用的压电元件。
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