[实用新型]一种多层无铅压电雾化元件

说明书

本实用新型提供一种多层无铅压电雾化元件，包括多层无铅压电陶瓷环和金属基片，所述多层无铅压电陶瓷环外径为3~30mm，内径为2~20mm，所述金属基片为圆形，直径5~35mm，所述金属基片中部存在一圆形的微孔区，所述微孔区直径为2~20mm，所述微孔区中微孔直径为1~20μm。所述雾化元件采用铌酸盐、钛酸盐等不含铅元素的压电陶瓷材料作为基础材料，健康环保，可解决含铅压电产品带来的环境污染及健康危害问题；采用具有多层结构的压电陶瓷，可有效降低元件阻抗和驱动电压，增强雾化效果。

技术领域

本实用新型属于液体雾化及无铅压电技术领域，具体涉及一种采用多层陶瓷的无铅压电雾化元件。

背景技术

压电超声雾化器是一种结构简单、低能耗、高效率的雾化装置，在少量和微量雾化领域具有广泛应用，加湿器和医用雾化吸入治疗仪是其典型应用实例。

现有压电超声雾化器的核心雾化元件均采用锆钛酸铅（PZT）基压电材料制造，该材料中铅元素质量百分比约70％，其在生产、使用以及废弃处理过程中会对生态环境造成严重损害。在超声雾化器工作时，含铅雾化元件与待雾化液体可直接接触，其中的铅可进至雾粒，进而被吸入肺部。

铅是一种对人体危害极大的有毒重金属，铅及其化合物进入机体后将对神经、造血、消化、肾脏、心血管和内分泌等多个系统造成危害，特别是对于妇女和儿童，铅中毒会致畸、危害婴儿发育，破坏儿童神经系统，造成儿童脑组织损伤甚至导致终生残疾。许多国家都已出台相关政策以限制电子产品中铅的使用，如欧盟的RoHS指令要求电子元器件中铅含量不得超过1000ppm。

发明内容

针对上述问题，本实用新型提供一种采用多层陶瓷的无铅压电雾化元件，所述雾化元件采用铌酸盐、钛酸盐等不含铅元素的压电陶瓷材料作为基础材料，健康环保，可解决含铅压电产品带来的环境污染及健康危害问题；采用具有多层结构的压电陶瓷，可有效降低元件阻抗和驱动电压，增强雾化效果。

一种多层无铅压电雾化元件，包括：

多层无铅压电陶瓷环，所述多层无铅压电陶瓷环外径为3-30mm，内径为2~20mm，所述多层无铅压电陶瓷环采用铌酸钾钠基或钛酸铋钠基或钛酸钡基无铅压电陶瓷制成。

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%；所述钛酸铋钠基无铅压电陶瓷中钛酸铋钠及其掺杂改性材料摩尔含量为55~100%，其中铋元素质量百分比为30~60%；所述钛酸钡基无铅压电陶瓷中钛酸钡及其掺杂改性材料摩尔含量为55~100%，其中钡元素质量百分比为40~70%。

进一步地，所述多层压电陶瓷环为多层结构，所述多层结构包含（2n+1）层压电陶瓷单层，其中n为正整数，至少为3层；所述压电陶瓷单层之间设有金属电极，相邻单层陶瓷间极化方向相反，形成“机械串联-电学并联”结构，以减小元件阻抗，增大元件振幅，提高雾化效果。

金属基片，用于将压电陶瓷的振动能量传至待雾化液体，所述金属基片为圆形，直径为5~35mm。

进一步地，所述金属基片的材质为不锈钢。

进一步地，所述金属基片中部存在一圆形的微孔区，所述微孔区直径为3~20mm，所述微孔区中微孔直径为1~20μm。

进一步地，所述多层无铅压电雾化元件的工作频率为50~500kHz，优选的，工作频率为130~150kHz。

进一步地，所述多层无铅压电雾化元件在工作频率下的谐振阻抗为0.2~200 Ω，优选的，谐振阻抗为1~30 Ω。

附图说明

图1为一种多层无铅压电微孔雾化元件的示意图。

图2为多层压电陶瓷环的多层结构，其中粗实线为电极层。