新型医用高频超声传感器用无铅压电复合材料的制备及性能研究

发布时间：2021-05-11 14:07

　　工作频率在30 MHz以上的高频超声传感器已经得到了广泛的研究,因其在眼科、皮肤病学和小动物等研究领域中可实现微米级分辨率的成像。1-3型压电复合材料,其结构由微米级压电陶瓷微柱平行排列在聚合物基体中构成,具有高机电耦合系数和低声阻抗等优点,已成为超声传感器材料的最佳选择。铌酸钾钠体系具有较高的居里温度、较低的介电常数和声阻抗,是制备高性能1-3型无铅压电复合材料理想材料。本论文发展了以环氧树脂为凝胶体系的铌酸钾钠(K_0.5Na_0.5NbO_3,KNN)陶瓷凝胶注模技术,并将其与软膜法结合,实现高径比微米级KNN陶瓷柱阵列的制备。本文具体内容如下:（1）采用固相法合成了KNN陶瓷粉体,制备条件为:K₂CO₃、Na₂CO₃和Nb₂O₅按计量比在无水乙醇中采用行星球磨机球磨8h后于80℃下烘干,此过程重复2次,干燥后的粉末经850℃预烧4小时。此条件下制备得到的陶瓷粉体经过X射线衍射表征得到的图谱... 

【文章来源】：南华大学湖南省

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 医用高频超声成像技术简介
        1.1.1 医用高频超声成像技术的发展
        1.1.2 医用高频超声传感器材料简介
    1.2 铌酸钾钠(KNN)基无铅压电陶瓷研究进展
    1.3 凝胶注模成型技术概述
        1.3.1 基本原理及工艺流程
        1.3.2 凝胶注模成型的研究进展
    1.4 本文研究内容,研究意义及创新
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 研究意义
        1.4.3 课题创新
第二章 实验过程与测试
    2.1 实验原料与设备
        2.1.1 实验原料
        2.1.2 实验设备
    2.2 实验制备过程
        2.2.1 KNN粉体的制备
        2.2.2 KNN陶瓷凝胶注模成型工艺
        2.2.3 PDMS软膜的制备
    2.3 性能测试
        2.3.1 X射线衍射仪
        2.3.2 扫描电子显微镜
        2.3.3 粘度测试
        2.3.4 力学性能测试
        2.3.5 密度测试
第三章 KNN陶瓷凝胶注模成型浆料流变性能研究
    3.1 KNN粉体的合成与表征
    3.2 KNN陶瓷浆料的制备与流变性能研究
        3.2.1 KNN悬浮液的制备
        3.2.2 沉降实验对KNN浆料稳定性的影响
        3.2.3 分散剂种类对KNN陶瓷浆料流变性能的影响
        3.2.4 分散剂含量对KNN陶瓷浆料流变性能的影响
        3.2.5 固相含量对KNN陶瓷浆料流变性能的影响
        3.2.6 树脂含量对KNN陶瓷浆料流变性能的影响
    3.3 KNN陶瓷浆料凝胶反应的理论探究
        3.3.1 KNN陶瓷浆料中海因环氧树脂凝胶化机理分析
        3.3.2 温度对凝胶反应的影响
        3.3.3 KNN陶瓷颗粒对凝胶反应的影响
    3.4 本章小结
第四章 高深宽比、微米级KNN陶瓷阵列成型技术研究
    4.1 固相含量对KNN陶瓷生坯力学性能的影响
    4.2 KNN陶瓷烧结坯的研究
    4.3 KNN陶瓷阵列软膜法制备工艺的研究
        4.3.1 微结构阵列软膜的制备
        4.3.2 KNN陶瓷阵列的制备及表征
    4.4 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
成果目录
致谢


【参考文献】：
博士论文
[1]精细结构PZT陶瓷阵列的新型凝胶注模成型研究[D]. 谢睿.中南大学 2014



本文编号：3181540