第45卷第4期压电与声光Vol.45No.42023年8月PIEZOELECTRICS&ACOUSTOOPTICSAug.2023收稿日期:2023-04-03基金项目:重庆市教委科学技术研究项目资助“成渝地区双城经济圈建设”科技创新基金资助项目(KJCXZD2020022)作者简介:高伟宸(1995-),男,重庆市大足区人,工程师,硕士,主要从事压电复合材料与聚焦超声换能器的研究。文章编号:1004-2474(2023)04-0607-07DOI:10.11977/j.issn.1004-2474.2023.04.025基于1-3压电复合材料宽带超声换能器研究高伟宸1,2,曾涛2,罗曼2,苏纯珍2,曾德平1(1.重庆医科大学生物医学工程学院,超声医学工程国家重点实验室,重庆市生物医学工程学重点实验室,重庆400016;2.重庆融海超声医学工程研究中心有限公司,重庆400714)摘要:电声转换效率与换能器带宽是评价聚焦超声换能器性能的重要指标。传统压电陶瓷制备的聚焦超声换能器,其电声转换效率与换能器带宽偏低。该文采用实验结合仿真模拟的方式,通过研究1-3压电复合材料中压电相的体积比、环氧相改性、调控匹配层阻抗与匹配层厚度对换能器性能的影响,开发了一种基于1-3压电复合材料的聚焦超声换能器,实现了82.3%的电声转换效率与140kHz的换能器带宽。结果表明,与同等规格的传统压电陶瓷聚焦超声换能器相比,该超声换能器的两项指标分别提升了105%与250%,这为大功率聚焦超声换能器的设计开发提供了参考与指导。关键词:1-3压电复合材料;聚焦超声换能器;电声转换效率;换能器带宽;匹配层中图分类号:TN384;TB552文献标志码:AStudyonWideBandwidthUltrasoundTransducerBasedon1-3PiezoelectricCompositeGAOWeichen1,2,ZENGTao2,LUOMan2,SUChunzhen2,ZENGDeping1(1.StateKeyLaboratoryofUltrasoundinMedicineandEngineering,ChongqingKeyLaboratoryofBiomedicalEngineering,CollegeofBiomedicalEngineering,ChongqingMedicalUniversity,Chongqing400016,China;2.ChongqingRonghaiUltrasoundMedicalEngineeringResearchCenterCo.,Ltd,Chongqing400714,China)Abstract:Theelectro-acousticconversionefficiencyandtransducerbandwidthareimportantindicatorsforevalu-atingtheperformanceoffocusedultrasoundtransducers.Thetraditionalpiezoelectricceramic-basedfocusedultra-soundtransducersgenerallyexhibitlowelectro-acousticconversionefficiencyandtransducerbandwidth.Inresponsetotheabovesituation,afocusedultrasoundtransducerbasedon1-3piezoelectriccompositeisdevelopedbyusi...
