本文關鍵詞：1-3型壓電復合材料殼式聚焦換能器的研究

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【摘要】：高強度聚焦超聲(High Intensity Focused Ultrasound,HIFU)技術已成功運用于臨床腫瘤及非腫瘤疾病的治療,被喻為“當今世界的科技前沿”。換能器為聚焦超聲設備的核心器件,其性能直接影響到治療效果。目前HIFU換能器采用的鋯鈦酸鉛(Pb-based lanthanum doped zirconate titanates,PZT)壓電陶瓷殼式聚焦換能器,而壓電陶瓷換能器存在阻抗高、帶寬窄,能量轉換率低等問題,為解決這些問題,本文采用了新型1-3壓電復合材料作為聚焦超聲換能器材料,設計并制作了一種開口半徑6cm,焦距12cm的新型1-3壓電復合材料殼式聚焦換能器。在此項目中,所做的主要工作有:1.采用切割-填充法制作1-3壓電復合材料,解決目前制備復合材料電極的難題,突破了1-3壓電復合材料電極化學鍍鎳工藝,解決了目前電極附著力差,設備等價格高的問題。2.對新型材料的性能進行檢測,其結果和PZT材料進行對比分析,證實了1-3壓電復合材料的振動模態(tài)純凈、壓電性能好、阻抗低、頻帶寬,可作為換能器的新型材料。3.設計并制作了1-3型壓電球殼換能器。通過對1-3型換能器的頻率-阻抗特性,電聲轉換效率進行研究且和PZT壓電陶瓷殼式聚焦換能器進行對比研究,結果表明1-3型壓電復合殼式聚焦換能器的阻抗較低,相對帶寬達61%,是PZT壓電陶瓷殼式聚焦換能器的3.39倍;較高的電聲轉換效率,η為54%,是PZT球殼換能器的1.68倍。4.對設計的換能器進行了聲場測試,在電功率30W用壓電水聽器對新型換能器的聲軸方向、垂直聲軸方向,及XOY面進行聲場檢測,聲場檢測結果與Matlab聲場仿真結果進行對比,兩者吻合較好。本文研究的1-3型壓電復合殼式聚焦換能器具有較好的聲場特性及聚焦效果。本項目為高性能HIFU換能器的實現(xiàn)和發(fā)展提供了理論及實驗基礎。
【學位授予單位】：重慶醫(yī)科大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TB552

【參考文獻】

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本文編號：1145632