聚焦型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聚焦型超声换能器，其依次包含有匹配层、压电振子层和背衬块，所述压电振子层的材料为压电单晶/聚合物1-3复合材料；所述压电单晶为铌镁酸铅-钛酸铅，其化学组成为(1-x)Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-xPbTiO3，晶体方向为方向；或铌铟酸铅-铌镁酸铅-钛酸铅，其化学组成为xPb(In1/2Nb1/2)O3-yPb(Mg1/3Nb2/3)O3-(1-x-y)PbTiO3，晶体方向为方向；其中，0﹤x﹤1，0﹤y﹤1，且0﹤x+y﹤1。本发明专利技术的换能器结构简单，制作方便，造价便宜，可以获得高灵敏度、带宽和分辨率，在医用超声成像和工业无损检测领域具有广泛的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到一种。
技术介绍
超声换能器是超声成像和超声检测系统的关键组成部分，实现着电能和声能(机械能)之间的转换，医学中常将超声换能器称作探头。压电材料是超声换能器的换能元件，对超声换能器的性能乃至整个超声成像系统的性能至关重要。在过去几十年中，超声换能器在结构设计上有了诸多改进和提高，但在换能材料上一直以来多采用PZT系压电陶瓷，这一方面是由于PZT陶瓷较好的压电性能，另一方面是由于PZT陶瓷生产成本低廉易于大规模生产供应。但是，随着现代信息技术和医疗技术的不断向前发展，对超声换能器提出了更高的要求，迫切需要高灵敏度、高带宽以及高分辨率的超声换能器来获取高清晰度的成像数据，为医疗诊断和工业无损探测提供内容更为丰富准确的检测结果。以铌镁酸铅-钛酸铅(化学组成为(1-X)Pb (Mg1/3Nb2/3)O3-XPbTiO3,简称为PMNT)压电单晶为代表的高性能压电材料在准同型相界附近具有非常优异的压电和机电耦合性能，d33, d31>2000pC/ N、k33，k31>90%，这些性能都远远高于常用的压电陶瓷材料。国内的罗豪甦等人已经采用改进的Bridgman方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚焦型超声换能器，其依次包含有匹配层、压电振子层和背衬块，其特征在于，所述压电振子层的材料为压电单晶/聚合物1?3复合材料；所述压电单晶/聚合物1?3复合材料的压电单晶为铌镁酸铅?钛酸铅，其化学组成为(1?x)Pb(Mg1/3Nb2/3)O3?xPbTiO3，铌镁酸铅?钛酸铅晶体方向为方向；或铌铟酸铅?铌镁酸铅?钛酸铅，其化学组成为xPb(In1/2Nb1/2)O3?yPb(Mg1/3Nb2/3)O3?(1?x?y)PbTiO3，铌铟酸铅?铌镁酸铅?钛酸铅晶体方向为方向；其中，0﹤x﹤1，0﹤y﹤1，且0﹤x+y﹤1。

【技术特征摘要】
1.一种聚焦型超声换能器，其依次包含有匹配层、压电振子层和背衬块，其特征在于， 所述压电振子层的材料为压电单晶/聚合物1-3复合材料；所述压电单晶/聚合物1-3复合材料的压电单晶为铌镁酸铅-钛酸铅，其化学组成为(1-x) Pb (Mg1/3Nb2/3) O3-XPbTi O3，铌镁酸铅-钛酸铅晶体方向为〈001〉方向；或铌铟酸铅-铌镁酸铅-钛酸铅，其化学组成为 xPb (Inl72Nbl72) 03-yPb (Mgl73Nb273) O3- (Ι-χ-y) PbTiO3,铌铟酸铅 _ 铌镁酸铅 _ 钛酸铅晶体方向为〈001〉方向；其中，O <x<1，0<y<1，且0<x-y<1。2.如权利要求1所述的聚焦型超声换能器，其特征在于，O.2 < χ < O. 4，O.2 ≤ y ≤O. 4。3.如权利要求1所述的聚焦型超声线阵换能器，其特征在于，采用切割填充法制备压电单晶/聚合物1-3复合材料，复合材料中压电单晶的体积比在O. 2^0. 8范围之间。4.如权利要求1所述的聚焦型超声换能器，其特征在于，所述压电单晶/聚合物1-3复合材料为压电单晶/环氧树脂或压电单晶/环氧树脂1-3复合材料。5.如权利要求1所述的聚焦型超声换能器，其特征在于，所述匹配层包含外匹配层和内匹配层。6.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：王威，罗豪甦，赵祥永，岳晴雯，任博，李晓兵，徐海清，林迪，狄文宁，王西安，王升，邓昊，陈建伟，
申请(专利权)人：中国科学院上海硅酸盐研究所，
类型：发明
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