高性能背衬材料在1-3复合型宽带换能器中的应用

发布时间：2022-12-18 10:15

　　在当代，医学超声成像需要超声传感器具有较高的成像分辨率，这样才能够为许多疾病的诊断以及治疗带来方便。而如何最大限度的提高超声换能器的纵向分辨率一直是人们研究的热点。而作为超声传感器的最核心的部分：压电振子、背衬层、匹配层对于超声传感器频带宽度的提高都具有十分重要的意义。 在本文中我们介绍了1-3复合压电材料的空间结构以及制备流程，简单介绍了利用“切割—浇注法”制备1-3系压电复合材料的制作步骤以及在制作过程中所需要控制的性能参数。制备了中心频率f=1.32MHz，声阻抗Z1=13.2MRayl的1-3系复合压电振子。同时介绍了传统方式背衬材料的制备流程以及传统方式背衬材料中存在的声阻抗和声衰减不能同时兼顾的缺陷，并且利用“热压法”弥补了这一不足，制备了声阻抗Z3=13MRayl，声衰减系数α=24.5dB/cm（1MHz）的高性能背衬材料，能够与已经制备好的1-3系压电振子很好的匹配。除此之外还制备声学性能（Z Z1Z3, d/4）复合要求的匹配层材料。 利用上面已经制作好的材料制备普通方法背衬的超声换能器和热压法背衬材料的换能器。实验结果表明：利用普通方法制作的换能器在-... 

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题的研究背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国内研究现状
        1.2.2 国外研究现状
        1.2.3 国内外文章简要分析
    1.3 论文的主要研究内容
第2章 厚度振动模式的研究
    2.1 引言
    2.2 压电效应的简介
    2.3 压电方程的推导
    2.4 压电振子的厚度振动模式
第3章 1-3 复合压电振子的制备及其表征
    3.1 1-3 压电复合材料的制备
        3.1.1 实验原料
        3.1.2 实验设备
    3.2 1-3 复合材料的制作
        3.2.1 1-3 复合材料的制作方法
        3.2.2 材料的切割以及聚合物的填充
        3.2.3 电极的制作
    3.3 1-3 复合材料的相关参数表征
        3.3.1 体积密度的测量
        3.3.2 声速及压电性能的测量
    3.4 1-3 复合压电陶瓷与原始陶瓷的对比
        3.4.1 声学特性的比较
        3.4.2 阻抗谱的比较
    3.5 本章小结
第4章 热压法高性能背衬层与匹配层的制备
    4.1 背衬材料的制备
        4.1.1 原材料
        4.1.2 仪器设备
    4.2 传统方法背衬材料的制备及表征
        4.2.1 传统方法背衬材料的声阻抗
        4.2.2 传统方法背衬材料的声衰减
    4.3 热压法背衬材料的制备及表征
        4.3.1 热压法背衬材料的声学性能
    4.4 匹配层材料的制备
        4.4.1 匹配层的用途和基本要求
        4.4.2 平面声波垂直入射时的情况
        4.4.3 匹配层的制备
    4.5 声波吸收的主要原理
        4.5.1 共振式吸声结构
        4.5.2 多孔吸声结构
    4.6 本章小结
第5章 宽带换能器的制作及其性能的表征
    5.1 引言
    5.2 压电换能器的设计
    5.3 换能器的制作
        5.3.1 制作材料
        5.3.2 制作步骤
    5.4 数据采集及分析
        5.4.1 实验平台的搭建
        5.4.2 实验器材及其要求
        5.4.3 数据采集及分析
    5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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[2]超声内镜换能器的应用进展[J]. 王君琳,孟晓辉,肖灵.  应用声学. 2013(04)
[3]沉降过程超声成像传感器制作及其声场测量[J]. 周明,邵富群,张文波.  化工自动化及仪表. 2013(07)
[4]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)
[5]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)
[6]一种制作高阻抗背衬材料的新方法[J]. 吴锦川,蔡恒辉.  声学技术. 2008(02)
[7]压电超声换能器的应用与发展[J]. 贾宝贤,边文凤,赵万生,王振龙.  压电与声光. 2005(02)
[8]国外医疗超声换能器的应用、研究和发展[J]. 袁建人.  中国医疗器械信息. 2004(05)
[9]用于无损检测的电磁超声换能器研究进展[J]. 张勇,陈强,孙振国,汤晓华.  无损检测. 2004(06)
[10]水浸宽带聚焦超声探头的研制[J]. 赵雁,滕永平.  北方交通大学学报. 2001(06)



本文编号：3721871