基于1-3压电复合材料宽带超声换能器研究

作     者：高伟宸 曾涛 罗曼 苏纯珍 曾德平 GAO Weichen;ZENG Tao;LUO Man;SU Chunzhen;ZENG Deping

作者机构：重庆医科大学生物医学工程学院超声医学工程国家重点实验室重庆市生物医学工程学重点实验室重庆400016 重庆融海超声医学工程研究中心有限公司重庆400714 

出 版 物：《压电与声光》 (Piezoelectrics & Acoustooptics)

年 卷 期：2023年第45卷第4期

页      面：607-613页

学科分类：080903[工学-微电子学与固体电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 07[理学] 08[工学] 070206[理学-声学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0802[工学-机械工程] 0702[理学-物理学] 

基　　金：重庆市教委科学技术研究项目资助“成渝地区双城经济圈建设”科技创新基金资助项目(KJCXZD2020022) 

主　　题：1-3压电复合材料 聚焦超声换能器 电声转换效率 换能器带宽 匹配层 

摘      要：电声转换效率与换能器带宽是评价聚焦超声换能器性能的重要指标。传统压电陶瓷制备的聚焦超声换能器,其电声转换效率与换能器带宽偏低。该文采用实验结合仿真模拟的方式,通过研究1-3压电复合材料中压电相的体积比、环氧相改性、调控匹配层阻抗与匹配层厚度对换能器性能的影响,开发了一种基于1-3压电复合材料的聚焦超声换能器,实现了82.3%的电声转换效率与140 kHz的换能器带宽。结果表明,与同等规格的传统压电陶瓷聚焦超声换能器相比,该超声换能器的两项指标分别提升了105%与250%,这为大功率聚焦超声换能器的设计开发提供了参考与指导。