[發(fā)明專利]一種非等厚匹配層壓電振子及其制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201711317542.1 | 申請日： | 2017-12-12 |
| 公開（公告）號： | CN108054275B | 公開（公告）日： | 2021-11-16 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 王麗坤;秦雷;張彥軍;仲超 | 申請（專利權(quán)）人： | 北京信息科技大學(xué) |
| 主分類號： | H01L41/083 | 分類號： | H01L41/083;H01L41/33 |
| 代理公司： | 北京君尚知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11200 | 代理人： | 邱曉鋒 |
| 地址： | 100101 *** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 匹配 壓電 及其 制備 方法 | ||
1.一種具有非等厚匹配層壓電振子的水聲換能器，其特征在于，包括非等厚匹配層壓電振子，所述非等厚匹配層壓電振子包括壓電材料以及覆在所述壓電材料表面的非等厚匹配層；所述非等厚匹配層的厚度為0.8λ/4～1.2λ/4，其中線位置的厚度為0.8λ/4，向兩端增加至1.2λ/4；所述壓電材料為壓電陶瓷、壓電復(fù)合材料、或壓電單晶，其中壓電復(fù)合材料中的壓電小柱的形狀相同；所述壓電材料為等厚的壓電材料；所述壓電材料表面為曲面。
2.如權(quán)利要求1所述的具有非等厚匹配層壓電振子的水聲換能器，其特征在于，所述壓電材料表面的不同位置處的匹配層厚度呈連續(xù)變化。
3.如權(quán)利要求1所述的具有非等厚匹配層壓電振子的水聲換能器，其特征在于，所述非等厚匹配層的材料組成通過匹配層的聲阻抗計(jì)算公式確定，所述計(jì)算公式包括：
公式1：
公式2：Z匹配層＝ρc，
其中，Z匹配層、Z壓電材料和Z負(fù)載分別為匹配層、壓電材料和負(fù)載的特性阻抗，c為聲音在介質(zhì)中的傳播速度，ρ為介質(zhì)密度；公式1用于計(jì)算非等厚匹配層的特性阻抗，公式2用于設(shè)計(jì)非等厚匹配層材料組成，使其密度與聲速的乘積滿足公式2。
4.如權(quán)利要求3所述的具有非等厚匹配層壓電振子的水聲換能器，其特征在于，所述非等厚匹配層由環(huán)氧樹脂添加鋁粉配制而成。
5.一種權(quán)利要求1所述具有非等厚匹配層壓電振子的水聲換能器的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
1)將壓電材料置于非等厚灌注模具內(nèi)；
2)在非等厚灌注模具內(nèi)灌注匹配層材料；
3)灌注的匹配層材料固化成型并脫模，得到非等厚匹配層壓電振子；
4)利用非等厚匹配層壓電振子制備水聲換能器。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，通過匹配層的聲阻抗計(jì)算公式確定所述匹配層的材料組成，所述計(jì)算公式包括：
公式1：
公式2：Z匹配層＝ρc，
其中，Z匹配層、Z壓電材料和Z負(fù)載分別為匹配層、壓電材料和負(fù)載的特性阻抗，c為聲音在介質(zhì)中的傳播速度，ρ為介質(zhì)密度；通過公式1計(jì)算非等厚匹配層的特性阻抗，通過公式2設(shè)計(jì)非等厚匹配層材料組成，使其密度與聲速的乘積滿足公式2。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述匹配層材料為由環(huán)氧樹脂添加鋁粉配制而成。
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