[發明專利]活塞式壓電復合板，水聲換能器及制備方法

在審

• 申請號: 202310089527.5
• 申請日: 2023-02-09
• 公開（公告）號: CN116116691A
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發明（設計）人: 張彬;童暉;周博文
• 申請（專利權）人: 中國科學院聲學研究所東海研究站
• 主分類號: B06B1/06
• 分類號: B06B1/06;B29D7/01
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

1.一種活塞式壓電復合板，其特征在于：

所述活塞式壓電復合板被配置為圓柱形，所述活塞式壓電復合板由內復合板和外復合板拼接而成；所述內復合板被配置為與所述活塞式壓電復合板同心等高的圓柱形，所述外復合板被配置為與所述內復合板同心等高的圓環柱形，所述外復合板套設于內復合板的外側；所述內復合板和外復合板均采用1-3型壓電復合材料制成，且所述內復合板的壓電陣子密度高于所述外復合板的壓電陣子密度。

2.如權利要求1所述活塞式壓電復合板，其特征在于：所述外復合板的數量被配置為至少2個，且活塞式壓電復合板上位于徑向外側的外復合板的壓電陣子密度低于活塞式壓電復合板上位于徑向內側的外復合板的壓電陣子密度。

3.如權利要求2所述活塞式壓電復合板，其特征在于：所述外復合板的數量被配置為不超過5個。

4.如權利要求2所述活塞式壓電復合板，其特征在于：所述外復合板的數量被配置為2個，內復合板上壓電陣子的體積百分比為60％-90％，活塞式壓電復合板上位于徑向內側的外復合板上壓電陣子的體積百分比為30％-70％，活塞式壓電復合板上位于徑向外側的外復合板上壓電陣子的體積百分比為20％-40％。

5.一種水聲換能器，其特征在于，包括如權利要求1-4任一項所述的活塞式壓電復合板；

還包括：

負電極層，所述負電極層被配置為被覆于所述活塞式壓電復合板的上表面；

正電極層，所述正電極層被配置為被覆于所述活塞式壓電復合板的下表面；

背襯，所述背襯被配置為被覆于所述正電極層的下表面；

匹配層，所述匹配層被配置為被覆于所述負電極層的上表面；

下殼體，所述下殼體被配置為與背襯背向正電極層的一面粘結固定；

上殼體，所述上殼體被配置為與下殼體配合構成封裝體，用于將活塞式壓電復合板，正電極層，負電極層，背襯和匹配層封裝于所述封裝體的內部；

正電極引線，所述正電極引線被配置為其一端伸入封裝體內與所述正電極層固定連接；

負電極引線，所述負電極引線被配置為其一端伸入封裝體內與所述負電極層固定連接。

6.如權利要求5所述水聲換能器，其特征在于：所述上殼體采用防水透聲層構成。

7.如權利要求5所述水聲換能器，其特征在于：所述匹配層包括至少2個子匹配層，所述至少2個子匹配層沿垂直方向依序堆疊。

8.如權利要求7所述水聲換能器，其特征在于：所述子匹配層的數量為2個或3個。

9.一種水聲換能器的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟001:分別切割取得內復合板和外復合板；

步驟002：將所述內復合板和外復合板拼接為活塞式壓電復合板，并將所述內復合板和外復合板沿一致的切割方向對齊擺正；

步驟003：將環氧樹脂灌注至所述活塞式壓電復合板表面的縫隙中，將活塞式壓電復合板進行抽真空處理以排除氣泡；

步驟004：打磨活塞式壓電復合板的厚度；

步驟005：在活塞式壓電復合板的上表面均勻被覆負電極層并在負電極層上焊接負極引線，在活塞式壓電復合板的下表面均勻被覆正電極層并在正電極層上焊接正極引線；

步驟006：在負電極層的上表面粘結匹配層，在正電極層的下表面粘結背襯；

步驟007：打磨匹配層的厚度直至滿足多諧振峰耦合拓展帶寬；

步驟008：在背襯上裝配下殼體，形成裝配體；

步驟009：將裝配體置于灌封磨具內并灌注防水透聲層作為上殼體，完成封裝。