复合压电材料、自聚焦式复合压电薄膜、超声换能器及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种复合压电材料、自聚焦式复合压电薄膜、超声换能器及其制备方法。该材料主要由有机压电相、无机压电相颗粒及掺杂相复合而成，所述的无机压电相颗粒为导电相@无机压电相异质结颗粒，所述掺杂相能与所述有机压电相中的极性原子形成氢键。该薄膜的制备方法包括：将上述的复合压电材料入半球型薄膜模具中，以成型为自聚焦式复合薄膜；将所述聚焦式压电薄膜进行梯度热处理，而后脱模，得到自聚焦式复合压电薄膜。该超声换能器包括上述的自聚焦式复合压电薄膜；第一电极层，分布在所述自聚焦式复合压电薄膜的内表面；及第二电极层，分布在所述自聚焦式复合压电薄膜的外表面。具有较高压电性能以及较高机电耦合系数。具有较高压电性能以及较高机电耦合系数。

【技术实现步骤摘要】
复合压电材料、自聚焦式复合压电薄膜、超声换能器及其制备方法


[0001]本申请涉及超声换能器
，尤其涉及一种复合压电材料、自聚焦式复合压电薄膜、超声换能器及其制备方法。

技术介绍

[0002]超声换能器是利用压电材料的压电效应制成的一类器件。主要应用于超声成像及光声成像中。目前制备超声换能器多为非自聚焦式。近年来实现超声换能器聚焦的方法主要有三种：阵列聚焦、在核心元件压电材料前方装备环氧树脂等制备的透镜结构以及通过热压等方式将压电材料压成透镜形状。阵列式换能器聚焦多采用MEMS工艺，工艺复杂且制备成本较为昂贵；装备透镜的方法需选择合适工艺及合适的匹配层以达到匹配压电活性层及透镜聚焦层的声阻抗匹配良好的目的；第三种采用热压的方式会是压电陶瓷、压电单晶结构碎裂，在一定程度上降低刚性压电材料的机电耦合系数以及压电常数，若被热压的材料为纯压电聚合物等有机压电材料则会发生聚合物被热压拉伸过程中薄膜厚度变化不均匀，从而导致制备的超声换能器短路的现象。近年来随着电子器件的发展，尤其是随着超声成像及光声成像中对超声换能器聚焦要求及其机电耦合性能的提高，制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合压电材料，其特征在于，该材料主要由有机压电相、无机压电相颗粒及掺杂相复合而成，所述的无机压电相颗粒为导电相@无机压电相异质结颗粒，所述掺杂相能与所述有机压电相中的极性原子形成氢键。2.根据权利要求1所述的复合压电材料，其特征在于，通过原位光场还原法或电沉积法合成导电相@无机压电相异质结颗粒；所述掺杂相选自氧化石墨烯、羟基化或羧基化的单壁或多壁碳纳米管。3.根据权利要求1所述的复合压电材料，其特征在于，所述有机压电相的质量百分比为40
‑
60wt％，无机压电相颗粒的质量百分比为30
‑
50wt％，掺杂相的质量百分比为1
‑
20wt％。4.一种权利要求1所述的复合压电材料的制备方法，其特征在于，包括：将有机压电相溶解于有机分散溶剂中，再加入掺杂相，搅拌，使分散均匀，得到分散剂/掺杂相/有机压电相复合溶液；向所述分散剂/掺杂相/有机压电相溶液中加入无机压电相颗粒，搅拌、超声分散，得到的掺杂相/有机压电相/导电相@无机压电相的复合压电材料前驱体溶液；将所述复合压电材料前驱体溶液至固化后，得到复合压电材料。5.一种自聚焦式复合压电薄膜，其特征在于，该薄膜的形状为小于二分之一的半球面，该薄膜的材质为权利要求1
‑
3任一项所述的复合压电材料。6.一种自聚焦式复合压电薄膜的制备方法，其特征在于，包括：将有机压电相溶解于有机分散溶剂中，再加入掺杂相，搅拌，使分散均匀，得到分散剂/掺杂相/有机压电相复合溶液；向所述分散剂/...

【专利技术属性】
技术研发人员：任丹阳，施钧辉，尹永刚，陈睿黾，李驰野，
申请(专利权)人：之江实验室，
类型：发明
国别省市：