1-3型压电复合材料壳式聚焦换能器的研究

发布时间：2017-11-05 20:00

  本文关键词：1-3型压电复合材料壳式聚焦换能器的研究

  更多相关文章： 1-3压电复合材料 聚焦换能器 电声转换效率 频率特性 声场特性

【摘要】：高强度聚焦超声(High Intensity Focused Ultrasound,HIFU)技术已成功运用于临床肿瘤及非肿瘤疾病的治疗,被喻为“当今世界的科技前沿”。换能器为聚焦超声设备的核心器件,其性能直接影响到治疗效果。目前HIFU换能器采用的锆钛酸铅(Pb-based lanthanum doped zirconate titanates,PZT)压电陶瓷壳式聚焦换能器,而压电陶瓷换能器存在阻抗高、带宽窄,能量转换率低等问题,为解决这些问题,本文采用了新型1-3压电复合材料作为聚焦超声换能器材料,设计并制作了一种开口半径6cm,焦距12cm的新型1-3压电复合材料壳式聚焦换能器。在此项目中,所做的主要工作有:1.采用切割-填充法制作1-3压电复合材料,解决目前制备复合材料电极的难题,突破了1-3压电复合材料电极化学镀镍工艺,解决了目前电极附着力差,设备等价格高的问题。2.对新型材料的性能进行检测,其结果和PZT材料进行对比分析,证实了1-3压电复合材料的振动模态纯净、压电性能好、阻抗低、频带宽,可作为换能器的新型材料。3.设计并制作了1-3型压电球壳换能器。通过对1-3型换能器的频率-阻抗特性,电声转换效率进行研究且和PZT压电陶瓷壳式聚焦换能器进行对比研究,结果表明1-3型压电复合壳式聚焦换能器的阻抗较低,相对带宽达61%,是PZT压电陶瓷壳式聚焦换能器的3.39倍;较高的电声转换效率,η为54%,是PZT球壳换能器的1.68倍。4.对设计的换能器进行了声场测试,在电功率30W用压电水听器对新型换能器的声轴方向、垂直声轴方向,及XOY面进行声场检测,声场检测结果与Matlab声场仿真结果进行对比,两者吻合较好。本文研究的1-3型压电复合壳式聚焦换能器具有较好的声场特性及聚焦效果。本项目为高性能HIFU换能器的实现和发展提供了理论及实验基础。
【学位授予单位】：重庆医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB552

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 何敏;郝琦;王科鑫;曾德平;叶方伟;李发琪;王智彪;何虹莹;;压电复合材料用于透镜式聚焦换能器的研究[J];无机材料学报;2015年07期

2 顾欣;寿文德;;一种基于量热法的平面换能器声功率测量的方法[J];声学技术;2007年01期

3 霍彦明,陈亚珠;球面自聚焦换能器声场的焦域温度分布估计[J];北京生物医学工程;2000年04期

，

本文编号：1145632