[发明专利]一种声波谐振电小天线及其制备方法

权利要求书

1.一种声波谐振电小天线，其特征在于：包括磁电复合材料块和样品台，所述样品台的中部设置成中空，所述磁电复合材料块作为样品设置在样品台的中空部分，所述磁电复合材料块包括压电层和位于所述压电层上下两侧的磁致伸缩层，所述压电层为长条状且由压电材料制成，所述磁致伸缩层为长条状且由磁致伸缩材料制成，所述压电层的上下两侧均设置有电极，两个所述磁致伸缩层分别连接在所述压电层的上下两侧且与所述电极接触，两个所述磁致伸缩层的外侧部分别构成所述磁电复合材料块的上端面和下端面，所述磁电复合材料块的上端面和下端面分别通过引线搭接在所述样品台上，以实现电极的引入以及磁电复合材料块的固定；所述压电层沿着厚度方向极化，所述磁致伸缩层的偏置磁场和磁化振荡沿着长度方向，所述声波谐振电小天线产生长度方向的声波，声波谐振频率为：

其中，为谐振频率，L为样品长度，E_eq和ρ_eq分别是声波谐振电小天线的等效杨氏模量和等效密度。

2.根据权利要求1所述的声波谐振电小天线，其特征在于：所述压电层为PMNT单晶、PIMNT单晶中的一种，所述磁致伸缩层为Fe-Si-B非晶带材、Fe-Ga-X系合金中的一种，其中X为掺杂组元元素。

3.根据权利要求1所述的声波谐振电小天线，其特征在于：所述引线与磁电复合材料块的上端面或下端面通过银胶粘接；所述引线与样品台通过锡焊焊接。

4.根据权利要求1所述的声波谐振电小天线，其特征在于：所述磁致伸缩层为由多层尺寸相同的磁致伸缩层单元粘接形成的多层结构。

5.一种如权利要求1至4任一项所述的声波谐振电小天线的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）通过物理切割的方法，获得长条状压电材料和长条状的磁致伸缩材料；

2）在长条状压电材料的上下表面施加电极并进行高压极化，得到压电层；

3）使用环氧树脂结合热压工艺，将相同尺寸的磁致伸缩材料粘接成多层结构，得到磁致伸缩层；将粘接得到的磁致伸缩层和压电层粘接成磁致伸缩材料-压电材料-磁致伸缩材料的三层磁电复合材料块；

4）将粘接得到的磁电复合材料块置于样品台的中空部分，实现电极的引入和样品的悬空。

6.根据权利要求5所述的声波谐振电小天线的制备方法，其特征在于：步骤2）中，施加电极的方式为利用烧银工艺获得银电极或者利用溅射工艺获得铜、金、银、铂或铜合金。

7.根据权利要求5所述的声波谐振电小天线的制备方法，其特征在于：步骤2）中，高压极化工艺为在电场500v/mm，120℃下极化5分钟，然后开始冷却，同时降低电场至300v/mm，保持电场至室温。

8.根据权利要求5所述的声波谐振电小天线的制备方法，其特征在于：步骤3）中，所述热压工艺是提供压强为0.1-1MPa，提供温度为60-80℃压制工艺，热压时间为24h。