Pb/EPOXY声阻抗梯度复合材料制备与声学特性研究

发布时间：2021-10-18 21:12

　　超声波在军事、国防、医疗和日常生活等众多领域有着广泛的应用。超声波换能器是超声波产生与接收的主要装置。在设计与制作超声波换能器时,为了提高发射超声波的效率,需要在声发射材料与声负载之间制作匹配层,以满足声学阻抗匹配的要求。以往制作匹配层的材料主要是以钨粉（W）或氧化铝（Al2O3）作为填料的复合材料。然而,以W为填料的匹配层成本较高,以Al2O3为填料的匹配层声阻抗变化范围较小。为了克服这两种常用填料的缺点,本文选用价格相对低廉的铅粉（Pb）作为填料制备了声阻抗梯度复合材料,以满足梯度匹配层的要求,并且表征了Pb填充梯度复合材料的声学特性。由于填料种类及其粒径大小对离心力会产生影响,本文优选了粒径2μm的钨粉及5μm的铅粉作为填料,以环氧树脂为基体,用离心方法制备了声阻抗梯度复合材料。分析了粒径和填料种类对离心后填料在基体中分布情况的影响。测量了不同离心参数下Pb填充梯度复合材料与W填充梯度复合材料的填料梯度分布。给出了Pb填充梯度复合材料的密度随铅粉体积分数的变化关系。测量了不同离心参数下制备的Pb复合材料的纵波声学特性,给出了纵波声速、声阻抗随填料体积比的变化规律。其中纵波声速的变... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

在拉伸和压缩状态下压电材料表面的电荷分布

如图 1-2(b)所示，当对 M 与 N 施加压力时，M 与 N 之压力的方向或者说振动方向与极化电场的方向平行，属 1-2(c)所示为横向振动模式，当对 P 与 Q 板施加压力时，也就是说压力的方向或者说振动方向与极化电场的方向效应[11,12]。

压电换能器结构示意图

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于超声脉冲反射回波法的声速设计性实验[J]. 祝昆,邱学云.  文山学院学报. 2013(03)
[2]超声技术的基石——超声换能器的原理及设计[J]. 林书玉.  物理. 2009(03)
[3]我国的声化学应尽快大力开展实用化工作[J]. 应崇福.  应用声学. 2005(05)
[4]具有阻抗匹配层的宽带纵向振动压电换能器设计[J]. 陈航,张允孟,李志舜.  应用声学. 2001(02)

硕士论文
[1]超声波换能器声阻抗梯度匹配层理论与方法的研究[D]. 朱棵.哈尔滨工业大学 2015
[2]超声换能器声匹配层设计方法及其声学特性研究[D]. 牛今丹.哈尔滨工业大学 2014



本文编号：3443509