[发明专利]基于剪切振动和弯张振动的压电振子、换能器及制作方法

权利要求书

1.一种基于剪切振动和弯张振动的压电振子，其特征在于，包括压电材料和被动性材料；所述压电材料包括沿x轴正向极化的压电材料和沿x轴负向极化的压电材料，两种极化方向的压电材料沿x轴方向交替排列；所述压电材料的极化方向与电场方向的夹角为90度；所述被动性材料包括可调预应力机构、振动过渡支架和弯张外壳；所述振动过渡支架置于每两个相邻的压电材料的接缝处的上表面和下表面，并在上表面和下表面交替设置；所述弯张外壳与所述振动过渡支架相连，包围所述压电材料；所述可调预应力机构产生拉伸所述弯张外壳的作用，进而通过所述弯张外壳的形变使所述振动过渡支架夹紧所述压电材料。

2.一种基于剪切振动和弯张振动的压电振子，其特征在于，包括压电材料和被动性材料；所述压电材料包括电场方向沿x轴正向的压电材料和电场方向沿x轴负向的压电材料，两种电场方向的压电材料沿x轴交替排列；所述压电材料的极化方向与电场方向的夹角为90度；所述被动性材料包括可调预应力机构、振动过渡支架和弯张外壳；所述振动过渡支架置于每两个相邻的压电材料的接缝处的上表面和下表面，并在上表面和下表面交替设置；所述弯张外壳与所述振动过渡支架相连，包围所述压电材料；所述可调预应力机构产生拉伸所述弯张外壳的作用，进而通过所述弯张外壳的形变使所述振动过渡支架夹紧所述压电材料。

3.如权利要求1或2所述的压电振子，其特征在于，所述压电材料在电场激励下产生剪切形变并带动压电材料接缝处的振动过渡支架振动，产生的振动通过振动过渡支架结构传递到弯张外壳上，实现压电材料的剪切振动到弯张外壳的弯张振动的转化。

4.如权利要求1或2所述的压电振子，其特征在于，通过调节所述可调预应力机构，提高压电振子的抗压、抗张强度。

5.如权利要求1或2所述的压电振子，其特征在于，所述压电材料是压电陶瓷、压电单晶、压电聚合物、或压电复合材料。

6.如权利要求1或2所述的压电振子，其特征在于，所述弯张外壳的材质为金属、环氧树脂、酚醛树脂、或有机玻璃。

7.如权利要求1或2所述的压电振子，其特征在于，所述压电振子通过拼接的方式组合成阵列。

8.如权利要求1或2所述的压电振子，其特征在于，所述可调预应力机构为可调预应力螺钉。

9.一种弯张换能器，其特征在于，包括压电振子、防水透声层和输出电缆，所述压电振子为权利要求1至8中任一权利要求所述的基于剪切振动和弯张振动的压电振子，通过引线将其中的压电材料与所述输出电缆连接；所述压电振子外部胶封所述防水透声层。

10.一种制备权利要求1或2所述的基于剪切振动和弯张振动的压电振子的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将压电材料切割成整齐排列的多个压电材料块；

2)在各压电材料块的两个相对的表面溅射电极；

3)通过机加工的方式加工形成弯张外壳、振动过渡支架和可调预应力机构；

4)将压电材料块按照权利要求1或2所述的压电材料的排列方式粘接，并在压电材料块的接缝处与振动过渡支架粘接，再引出电极，构成压电振子。