[發明專利]一種基于球冠形壓電復合材料的換能器及其制作方法在審
| 申請號： | 201710049617.6 | 申請日： | 2017-01-23 |
| 公開（公告）號： | CN108339728A | 公開（公告）日： | 2018-07-31 |
| 發明（設計）人： | 夏金東;黃海寧;張春華 | 申請（專利權）人： | 中國科學院聲學研究所 |
| 主分類號： | B06B1/06 | 分類號： | B06B1/06 |
| 代理公司： | 北京方安思達知識產權代理有限公司 11472 | 代理人： | 王宇楊;楊青 |
| 地址： | 100190 *** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 壓電復合材料 換能器 球冠形結構 電極線 球冠形 正負電極 小柱 壓電陶瓷復合材料 壓電陶瓷圓片 等幅同相 能量輸出 壓電陶瓷 振動模式 振動模態 指向性 球冠 粘結 制備 焊接 制作 切割 輻射 混亂 | ||
1.一種基于球冠形壓電復合材料的換能器，其特征在于，包括壓電復合材料(2)和兩根電極線(4)；所述壓電復合材料(2)呈球冠形結構，所述的球冠形結構由壓電陶瓷圓片切割成的若干個壓電陶瓷小柱(7)粘結而成，該球冠形結構的內、外表面鍍有正負電極；兩根電極線(4)的一端分別焊接于正負電極上，并從換能器內引出兩根電極線(4)的另一端。
2.根據權利要求1所述的基于球冠形壓電復合材料的換能器，其特征在于，還包括聚氨酯硬質泡沫(3)和背板(5)；所述球冠形結構的內表面貼附并固定于聚氨酯硬質泡沫(3)的頂面，所述背板(5)固定于聚氨酯硬質泡沫(3)的底面；所述的電極線(4)貫穿聚氨酯硬質泡沫(3)與背板(5)，并從背板(5)底部引出。
3.根據權利要求2所述的基于球冠形壓電復合材料的換能器，其特征在于，所述換能器的外表面涂覆有聚氨酯橡膠(1)。
4.根據權利要求1所述的基于球冠形壓電復合材料的換能器，其特征在于，所述球冠形結構的半徑為100mm，其對應的圓心角為60°，所述壓電陶瓷小柱(7)的外表面呈方形，其尺寸為2.5mm×2.5mm，該壓電陶瓷小柱(7)的厚度為4.8mm，任意相鄰的兩個壓電陶瓷小柱(7)的縫隙寬度為0.5mm。
5.根據權利要求1所述的基于球冠形壓電復合材料的換能器，其特征在于，所述球冠形結構的表面及任意相鄰的兩個壓電陶瓷小柱(7)的縫隙內均涂覆有抽真空處理后的環氧膠(10)。
6.根據權利要求1所述的基于球冠形壓電復合材料的換能器，其特征在于，所述的正負電極采用鍍鎳正電極(12)和鍍鎳負電極(9)。
7.基于權利要求1-6之一所述基于球冠形壓電復合材料的換能器的制作方法，其特征在于，該制備方法包括：
步驟1)根據設計需求確定球冠形結構的半徑和圓心角，并以該半徑和圓心角確定壓電陶瓷圓片的直徑，以及根據工作頻率確定壓電陶瓷小柱(7)的外表面尺寸和厚度；
步驟2)將選定的壓電陶瓷圓片按設定的規格切割壓電陶瓷小柱(7)后，在壓電陶瓷圓片的上表面黏敷一層軟性粘膜(6)，使得所有壓電陶瓷小柱(7)粘結成一體結構；
步驟3)通過球冠模具將切割后的壓電陶瓷圓片壓制成球冠形結構，并在球冠形結構的表面及任意相鄰的兩個壓電陶瓷小柱(7)的縫隙內均涂覆抽真空處理后的環氧膠(10)；
步驟4)將涂覆有環氧膠(10)的球冠形結構進行高溫固化處理，并將固化后的球冠形結構從球冠模具中取出，經打磨后露出壓電陶瓷小柱(7)的內外表面，在壓電陶瓷小柱(7)的內外表面上鍍鎳電極，并在兩個電極上各焊接一根電極線(4)；
步驟5)將球冠形結構的內表面貼附并固定于聚氨酯硬質泡沫(3)的頂面，并在聚氨酯硬質泡沫(3)的底面固定背板(5)，將電極線(4)從聚氨酯硬質泡沫(3)與背板(5)之間穿出后，在換能器的外表面涂覆聚氨酯橡膠(1)。
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