【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及材料，特别涉及一种压电复合材料，其制备方法及超声换能器。
技术介绍
1、超声治疗是利用超声波的机械效应、空化效应和热效应等特性，针对某些疾病的治疗手段，其中，高强度聚焦超声(high intensity focused ultrasound,hifu)是一种能够治疗体内深部和浅表层肿瘤的微无创技术，尤其是在子宫肌瘤、肝癌、胰腺癌等多种良恶性实体瘤的治疗中起到了重要作用。通常情况下，高强度聚焦超声治疗技术使用具有特殊可聚焦几何形状的高功率超声换能器作为治疗设备的核心元件，这种换能器是一种基于逆压电效应而制成的一种实现电能与声能相互转换的功能性器件。
2、压电复合材料是指由至少一种压电相材料与非压电相材料按照特定连通方式组合在一起构成的具有压电效应的材料，是超声换能器的关键核心材料。按照各相材料的连通性(即各相材料在空间分布上的自我相连方式)，可将两相压电复合材料分成0-0、0-1、0-2、0-3、1-1、1-2、1-3等多种类型，通常，第一个数字表示压电相，第二个数字表示非压电相。
3、其中，1-3压电复合材料是新一代超声换能器的关键核心材料，具有声阻抗低、机电耦合系数高等优点，是水听器、医学成像、无损检测等方面换能器的重要材料。1-3压电复合材料陶瓷由压电陶瓷和高分子聚合物复合而成，其中由压电陶瓷压电效应产生变形形成超声波，因此，压电陶瓷称为主动相，高分子聚合物称为被动相。
4、然而，高分子聚合物的软化点较低、热膨胀性较大、热扩散性较差，使得1-3型压电复合材料存在压电陶瓷相与高
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供压电复合材料、其制备方法及超声换能器，用于解决现有的1-3型压电复合材料热稳定性不佳的技术问题。
2、在本专利技术的一示例性实施例中，本专利技术提供一种压电复合材料，所述压电复合材料由主动相和被动相构成，所述被动相包括环氧树脂、填料和固化剂，所述填料包括云母粉、玻璃微珠和氮化硼中的至少一种。
3、在本专利技术的一示例性实施例中，所述主动相包括压电陶瓷。
4、在本专利技术的一示例性实施例中，所述环氧树脂包括双酚a型环氧树脂。
5、在本专利技术的一示例性实施例中，所述被动相中，所述填料的占比为0.02wt％-40wt％，优选为0.02wt％-35wt％。
6、在本专利技术的一示例性实施例中，所述固化剂包括胺类固化剂。
7、在本专利技术的一示例性实施例中，所述被动相中，固化剂与环氧树脂的质量比为1-3：5，优选为1.5-3：5。
8、在本专利技术的一示例性实施例中，所述主动相与环氧树脂的体积比为30-80：100，优选为30-65：100。
9、在本专利技术的一示例性实施例中，所述填料包括云母粉、玻璃微珠和氮化硼。
10、在本专利技术的一示例性实施例中，云母粉、玻璃微珠与氮化硼的质量比为10-15：5-10：5-15，优选为10-12：8-10：5-12。
11、在本专利技术的一示例性实施例中，所述被动相还包括添加剂，所述添加剂包括增韧剂和偶联剂中的至少一种。
12、在本专利技术的一示例性实施例中，所述增韧剂包括含羟基、酯基及醚基的聚合物。
13、在本专利技术的一示例性实施例中，所述偶联剂包括硅烷偶联剂。
14、在本专利技术的一示例性实施例中，所述被动相中，所述添加剂的占比为0.02wt％-13wt％，优选为0.05wt％-12wt％。
15、此外，专利技术人还发现，采用现有的工艺制备压电复合材料，存在易开裂、变形等情形。
16、为解决上述采用现有的工艺制备压电复合材料，存在易开裂、变形等情形的技术问题，在本专利技术的一示例性实施例中，本专利技术还提供如上所述的压电复合材料的制备方法，所述制备方法包括：
17、将主动相切割后清洗、烘干后置于灌缝模具中；
18、将填料加入环氧树脂中，搅拌均匀后加入固化剂，得到混合物，将所述混合物倒入所述灌缝模具中，将缝隙填满，脱气，随后置于烘箱中进行恒温处理，待混合物表面固化后加工至预设厚度，再次加热至混合物完全软化，然后将其放入成型模具中，待完全固化后取出。
19、在本专利技术的一示例性实施例中，所述恒温处理包括：先于35±5℃下恒温处理2-4h，接着于40±5℃下恒温处理1-2h，优选地，先于35±3℃下恒温处理2.5-4h，接着于40±3℃下恒温处理1.5-2h。
20、在本专利技术的一示例性实施例中，加热至60±5℃，优选为60±3℃。
21、在本专利技术的一示例性实施例中，本专利技术还提供一种超声换能器，所述超声换能器包括如上所述的压电复合材料或根据如上所述的制备方法制得的压电复合材料。
22、如上所述，本专利技术的压电复合材料、其制备方法及超声换能器，具有以下有益效果：
23、本专利技术通过在被动相中添加特定填料，能够改善压电复合材料的耐高温性能。
24、本专利技术的压电复合材料可随工装变化而压铸成各种形状，成品率高，适用范围广。
25、本专利技术进一步解决了采用现有的工艺制备压电复合材料，存在易开裂、变形等情形的技术问题。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种压电复合材料，其特征在于，所述压电复合材料由主动相和被动相构成，所述被动相包括环氧树脂、填料和固化剂，所述填料包括云母粉、玻璃微珠和氮化硼中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的压电复合材料，其特征在于，所述主动相包括压电陶瓷；
3.根据权利要求1所述的压电复合材料，其特征在于，所述填料包括云母粉、玻璃微珠和氮化硼。
4.根据权利要求3所述的压电复合材料，其特征在于，所述云母粉、所述玻璃微珠与所述氮化硼的质量比为10-15：5-10：5-15。
5.根据权利要求1所述的压电复合材料，其特征在于，所述被动相还包括添加剂，所述添加剂包括增韧剂和偶联剂中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的压电复合材料，其特征在于，所述增韧剂包括含羟基、酯基及醚基的聚合物；
7.根据权利要求5所述的压电复合材料，其特征在于，所述被动相中，所述添加剂的占比为0.02wt％-13wt％。
8.权利要求1-7任一项所述的压电复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
9.根据权利要求8所述的制备方
10.一种超声换能器，其特征在于，所述超声换能器包括权利要求1-7任一项所述的压电复合材料或根据权利要求7或8所述的制备方法制得的压电复合材料。
...【技术特征摘要】
1.一种压电复合材料，其特征在于，所述压电复合材料由主动相和被动相构成，所述被动相包括环氧树脂、填料和固化剂，所述填料包括云母粉、玻璃微珠和氮化硼中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的压电复合材料，其特征在于，所述主动相包括压电陶瓷；
3.根据权利要求1所述的压电复合材料，其特征在于，所述填料包括云母粉、玻璃微珠和氮化硼。
4.根据权利要求3所述的压电复合材料，其特征在于，所述云母粉、所述玻璃微珠与所述氮化硼的质量比为10-15：5-10：5-15。
5.根据权利要求1所述的压电复合材料，其特征在于，所述被动相还包括添加剂，所述添加剂包括增韧剂和偶联剂中的至少一种。
【专利技术属性】
技术研发人员：曾涛，高伟宸，
申请(专利权)人：重庆融海超声医学工程研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。