壓電超聲換能器是一種能量轉(zhuǎn)換器件，可將電聲信號互相轉(zhuǎn)換。匹配層作為醫(yī)用超聲換能器的重要組成部分，能實現(xiàn)聲阻抗匹配或過渡，使人體組織與壓電晶片之間的聲能透過率和靈敏度大幅度提高，在減小失真的同時可以展寬換能器的帶寬。對于一個給定的頻率，匹配層的厚度應(yīng)該為/4，且其聲阻抗為壓電材料與人體組織聲阻抗乘積的幾何平均值。因為復(fù)合材料能滿足匹配層的聲阻抗要求，所以本文選用復(fù)合材料制備匹配層，分別以粒徑為2.5μm和10μm的氧化鋁粉末、粒徑約為30μm的銅粉、粒徑約為10μm的鎢粉作為填料，環(huán)氧樹脂E51、胺類固化劑W93、芳香胺類固化劑DEDDM作為基體，制備了一系列聲阻抗不同的復(fù)合材料聲匹配層。并采用超聲波頻譜法，研究了溫度、厚度、粒徑、固化劑種類、填料種類對匹配層樣品聲學(xué)特性的影響。使用了澆鑄法和刮刀法兩種制備工藝制備匹配層樣品。對測試結(jié)果進(jìn)行分析，證實了不同粒徑、固化劑和填料制備出的匹配層樣品的密度和聲阻抗的變化規(guī)律一致，當(dāng)填料體積分?jǐn)?shù)增加時樣品密度和聲阻抗也隨之增加，并且與體積分?jǐn)?shù)成線性正比。粒徑大小對聲阻抗影響不大。固化劑對樣品聲阻抗有影響。密度大的填料制備出的樣品聲阻抗較大。粒徑、固... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題的研究背景
        1.1.1 超聲換能器概述
        1.1.2 壓電效應(yīng)及壓電振子的振動模式
        1.1.3 壓電材料及壓電復(fù)合材料
    1.2 超聲換能器匹配
        1.2.1 超聲換能器結(jié)構(gòu)
        1.2.2 單層平界面上超聲波的透射及反射
        1.2.3 換能器對匹配層的要求
        1.2.4 匹配層材料的選擇與設(shè)計制做
    1.3 國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀及分析
        1.3.1 國外現(xiàn)狀及分析
        1.3.2 國內(nèi)現(xiàn)狀及分析
        1.3.3 國內(nèi)外相關(guān)論文綜述的簡要分析
    1.4 本文研究的主要內(nèi)容和意義
第2章 匹配層聲阻抗及聲衰減的測試
    2.1 引言
    2.2 聲阻抗與聲阻抗率
    2.3 常用的聲速測量方法
        2.3.1 傳統(tǒng)脈沖回波法
        2.3.2 傳統(tǒng)超聲波頻譜法
        2.3.3 適合超薄試樣的超聲波頻譜法
    2.4 匹配層材料的聲衰減
        2.4.1 聲衰減與吸收
        2.4.2 聲衰減的測量方法
    2.5 本章小結(jié)
第3章 聲匹配層的制備及其聲學(xué)特性研究
    3.1 引言
    3.2 聲匹配層樣品的制備
    3.3 聲匹配層樣品斷面形貌
    3.4 聲匹配層樣品聲學(xué)特性
        3.4.1 匹配層樣品密度的測定
        3.4.2 聲速和聲衰減的測試方法
        3.4.3 匹配層樣品聲速和聲衰減測試結(jié)果
        3.4.4 匹配層樣品聲阻抗
    3.5 聲匹配層樣品測試結(jié)果分析
        3.5.1 加熱溫度對樣品聲阻抗的影響
        3.5.2 厚度對脈沖回波法聲速的影響
        3.5.3 粒徑對樣品制備及聲學(xué)特性的影響
        3.5.4 固化劑對樣品的制備及聲學(xué)特性的影響
        3.5.5 填料種類對樣品的制備及聲學(xué)特性的影響
    3.6 本章小結(jié)
第4章 刮刀法制備聲匹配層及其聲阻抗和聲衰減
    4.1 引言
    4.2 刮刀法制備聲匹配層
    4.3 聲匹配層樣品聲學(xué)特性
        4.3.1 匹配層樣品的密度
        4.3.2 匹配層樣品的聲阻抗和聲衰減
    4.4 聲匹配層樣品測試結(jié)果分析
    4.5 聲速和樣品密度的關(guān)系
    4.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]國內(nèi)外壓電陶瓷的新進(jìn)展及新應(yīng)用[J]. 李曉娟,李全祿,謝妙霞,郝淑娟,楊貴考,周九茹,馬晴.  硅酸鹽通報. 2006(04)
[3]我國的聲化學(xué)應(yīng)盡快大力開展實用化工作[J]. 應(yīng)崇福.  應(yīng)用聲學(xué). 2005(05)
[4]寬頻帶水下導(dǎo)引系統(tǒng)的水聲傳感器設(shè)計[J]. 陳航,張允孟,李志舜.  探測與控制學(xué)報. 2002(01)
[5]水浸寬帶聚焦超聲探頭的研制[J]. 趙雁,滕永平.  北方交通大學(xué)學(xué)報. 2001(06)
[6]10MHz短脈沖超聲聚焦換能器的工藝及效果[J]. 諸國楨,楊勇,盧克安.  聲學(xué)技術(shù). 2001(03)
[7]具有阻抗匹配層的寬帶縱向振動壓電換能器設(shè)計[J]. 陳航,張允孟,李志舜.  應(yīng)用聲學(xué). 2001(02)



本文編號：3469871