超声换能器环氧树脂-氧化铝匹配层研究
Study of the epoxy-alumina composite based matching layer for ultrasonic transducer作者机构:中国科学院苏州生物医学工程技术研究所江苏苏州215163 长春理工大学机电工程学院吉林长春130021
出 版 物:《声学技术》 (Technical Acoustics)
年 卷 期:2022年第41卷第4期
页 面:630-636页
学科分类:07[理学] 08[工学] 070206[理学-声学] 0802[工学-机械工程] 0702[理学-物理学]
基 金:吉林省科技发展计划项目《微型高频介入超声导航系统研制及其在穿刺诊疗应用研究》(20200404161YY)
摘 要:匹配层对超声换能器的性能起着至关重要的作用,寻找合适的匹配层材料是换能器设计中的关键步骤。提出了一种基于环氧树脂-氧化铝复合材料的匹配层材料。首先,测试了不同配比的环氧树脂-氧化铝复合材料的声学性能,对比了其声学特性,并确定了材料的最佳配比。其次,研制了相应的换能器,分析该匹配层对换能器性能的影响,通过脉冲-回波方法测试了其性能参数。最后,基于四分之一波长匹配层原理对匹配层的厚度进行了优化。结果显示,环氧树脂中加入质量分数为60%的氧化铝粉末的匹配层对换能器的改善效果最佳,该方案减小了换能器接收回波的拖尾,接收回波的幅值提高至1136 mV(+104%),−6 dB带宽达到49.679%(+107%)。结果表明,氧化铝-环氧树脂混合材料可以提升换能器的声学性能,是较为理想的匹配层材料,在高频超声换能器的设计与应用中具有很好的应用前景。