22型精細結構壓電復合物及其在高頻換能器中的應用(1)

1、中圖分類號UDCTB34碩士學位論文學校代碼!Q墨圣3密級公玨22型精細結構壓電復合物及其在高頻換能器中的應用FineScaledPiezoelectric22CompositesforHighFrequencyUltrasoundTransducers作者姓名：學科專業(yè)：研究方向：學院(系、所)：指導教師：張野材料學功能材料粉末冶金研究院張斗答辯委員會主席半中南大學2014年5月2—2型精細結構壓電復合物及其在高頻換能器中的應用摘要：

2、基于壓電材料的高頻超聲波換能器能夠發(fā)射并接收短波脈沖并具有極佳的圖像的空間分辨率，在醫(yī)學影像以及無損探傷等領域應用廣泛。具有精細尺寸(209m)壓電單元的2—2型壓電復合物是一種理想的高頻換能器用功能材料，具有聲阻抗低，機電耦合系數(shù)高，機械強度高等一系列優(yōu)勢。此外，該復合物精細的壓電單元尺寸可以有效地抑制側向諧振對主振蕩模式的干擾，從而提高換能器的信噪比。近凈成形技術可以制備無缺陷的精細壓電單元，但該技術存在的一個問題是燒結后壓電單元的

3、彎曲導致較差的結構均勻度，因此通過研究壓電單元在近凈成形中的彎曲機制，從而制備出結構精細、均勻的壓電復合物具有重要的意義。本文首先探討了鈮酸鈉鉀(Ⅺ州)，鈮鎂酸鉛鈦酸鉛(PMNPT)與鋯鈦酸鉛(PZT)三種常用壓電體系的合成與性能。采用固相法合成了高純鈮酸鈉鉀(KNN)系壓電粉體?！啊a、Sb摻雜顯著的提高了KNN系壓電陶瓷的性能，隨著Ta含量的提高，KNN的壓電性能得到提高。采用熔鹽法合成了高純鈮鎂酸鉛鈦酸鉛(PMNPT)粉體，在有

4、效抑地制焦綠石相形成的同時，顯著地縮短了合成時間。通過近凈成形技術制備了精細結構22型壓電復合物，并研究了壓電單元的變形機制。聚合物軟化是近凈成形中導致壓電單元變形的主要因素。采用惰性氣氛脫酯可以有效地抑制壓電單元的變形，從而使獲得的壓電單元尺寸可以達到209m，并具有29m的精度誤差。研究了壓電復合物結構域性能的關系。隨著壓電單元高徑比的提高，復合物的機電耦合系數(shù)先增高再降低。對PZT基壓電復合物而言，在高徑比為35時，機電耦合系數(shù)最