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[实用新型]一种多孔结构空气耦合式超声换能器及空气耦合超声探头-CN202320863868.9有效
发明人：郭新;高华昀;马伟刚;张海波;谭划;肖建中;张顺平;张晓东 -专利权人：广东华中科技大学工业技术研究院
申请日： 2023-04-17 - 公布日： 2023-10-20 - 主分类号： G01N29/24 文献下载
摘要：本实用新型公开一种多孔结构空气耦合式超声换能器及空气耦合超声探头，空气耦合式超声换能器从上往下依次包括上电极、压电敏感元件、下电极和匹配层，压电敏感元件为多孔压电陶瓷，匹配层为由环氧树脂和空心玻璃微珠组成的复合材料层，复合材料层包括环氧树脂基体，环氧树脂基体内包覆有若干个空心玻璃微珠。本实用新型的空气耦合式超声环能器采用了多孔压电陶瓷，其更容易实现充分极化，压电电压常数d33可达到560pC/N，相比块体陶瓷仅有小幅降低，同时相对介电常数大幅降低至400，得到了大于150mV·m/N的压电电压常数，远超块体陶瓷，从而以该空气耦合式超声环能器制备的空气耦合超声探头具有更高的机电响应信号。
一种多孔结构空气耦合超声换能器探头

[实用新型]一种聚焦式空气耦合超声换能器-CN202320863912.6有效
发明人：郭新;马伟刚;高华昀;张海波;谭划;肖建中;张顺平;张晓东 -专利权人：广东华中科技大学工业技术研究院
申请日： 2023-04-17 - 公布日： 2023-10-20 - 主分类号： B06B1/06 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种聚焦式空气耦合超声换能器，从上往下依次包括上电极、压电陶瓷层和下电极，所述压电陶瓷层由压电陶瓷柱阵列与填充在压电陶瓷柱阵列中的环氧树脂组成，所述压电陶瓷柱阵列包括若干个呈阵列分布的压电陶瓷柱，所述若干个压电陶瓷柱的输出端指向同一个中心点。本实用新型提供的一种聚焦式空气耦合超声换能器，通过设计聚焦阵列结构来实现声波能量聚焦，在大幅度提高声波能量密度的同时，拓宽了探头的频带而不损失灵敏度，可以实现对多材料的快速，非接触的扫查检测，且其结构简单，可根据实际性能需要进而更改几何设计、制备不同规格的探头，以匹配不同领域所需的质量、损伤快速扫查。
一种聚焦空气耦合超声换能器

[发明专利]多孔无铅压电陶瓷元件、空气耦合多孔无铅超声换能器及其制备方法-CN202310170537.1在审
发明人：张海波;周鑫翊;高华昀;谭划;马伟刚;刘凯;肖建中;郭新 -专利权人：广东华中科技大学工业技术研究院;华中科技大学温州先进制造技术研究院
申请日： 2023-02-27 - 公布日： 2023-09-29 - 主分类号： C04B35/49 文献下载
摘要：本发明公开了多孔无铅压电陶瓷元件、空气耦合多孔无铅超声换能器及其制备方法，属于超声换能器技术领域。所述元件中孔隙均匀分布，孔隙率为55％‑75％，孔结构为Gyroid；其制备方法包括：无铅陶瓷粉经光固化3D打印成多孔压电陶瓷元件。本发明公开的空气耦合多孔无铅超声换能器包含多孔压电陶瓷元件。本发明提供的多孔无铅压电陶瓷元件，通过孔隙的设计，使得声阻抗降低到5.95MRayl，利于与空气实现声阻抗。本发明提供的空气耦合多孔无铅超声换能器，检测灵敏度达到‑27dB以下。
多孔压电陶瓷元件空气耦合超声换能器及其制备方法

[发明专利]一种氧化铝陶瓷基板及其制备方法-CN202210849559.6有效
发明人：张海波;马伟刚;谭划;刘凯;高华昀;易宝林 -专利权人：华中科技大学;华中师范大学深圳研究院
申请日： 2022-07-19 - 公布日： 2023-06-16 - 主分类号： C04B35/10 文献下载
摘要：本发明公开了一种氧化铝陶瓷基板及其制备方法，涉及氧化铝陶瓷基板增韧技术领域。氧化铝陶瓷增韧基板包括氧化铝层和氧化锆增韧层；所述氧化铝层和氧化锆层呈交替叠加分布。方法包括以下步骤：制备不同厚度的氧化铝、氧化锆流延生坯，氧化铝和氧化锆流延生坯交替叠片后温等静压，得到层状复合陶瓷生坯；将所述陶瓷生坯进行排胶处理后烧结，得到所述氧化铝陶瓷增韧基板。通过控制氧化铝层与氧化锆层的厚度及其厚度比，调控堆叠层数及氧化锆增韧相的体积分数，提高了氧化铝陶瓷基板的断裂韧性及抗弯强度。
一种氧化铝陶瓷及其制备方法

[发明专利]一种铌酸钾钠基压电陶瓷制备及烧结方法-CN202211681299.2在审
发明人：张海波;游迪;谭划;黄帅康;周鑫翊;高华昀;任勇飞;王传民;罗江梅 -专利权人：广东华中科技大学工业技术研究院
申请日： 2022-12-27 - 公布日： 2023-05-12 - 主分类号： C04B35/495 文献下载
摘要：本发明公开一种铌酸钾钠基压电陶瓷制备及烧结方法，包括以下步骤：准备原料K2CO3、Na2CO3、Nb2O5、CaCO3、ZrO2、Bi2O3、HfO2、Li2CO3；将全部原料进行一次球磨得到陶瓷粉体，再将陶瓷粉体烘干；将烘干后的陶瓷粉体进行预烧；将预烧后的陶瓷粉体进行二次球磨，再烘干得到陶瓷预烧粉体；将造粒后的陶瓷预烧粉体装入石墨模具中并压片；将石墨模具放置在SPS烧结炉中进行加压加热成型，形成陶瓷块体；冷却石墨模具；将得到的陶瓷块体退火，消除SPS烧结过程中表面产生的碳化层，最后得到高致密度的铌酸钾钠陶瓷。本发明的目的为针对陶瓷材料要求无铅化，铌酸钾钠陶瓷致密性差，烧结温度高的问题所提出。
一种铌酸钾钠基压电陶瓷制备烧结方法

[实用新型]一种压电超声空耦换能器探头-CN202222024213.0有效
发明人：张海波;周鑫翊;高华昀;凡丽梅;董方旭;刘继军;段剑 -专利权人：华中科技大学;山东非金属材料研究所
申请日： 2022-07-29 - 公布日： 2023-03-07 - 主分类号： G01N29/24 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种压电超声空耦换能器探头，包括探头外壳，所述探头外壳内具有容置空间；匹配层，所述匹配层设置在探头外壳的第一端，所述匹配层的其中一面位于容置空间内，所述匹配层具有若干层且每一层匹配层均内置在空置空间内，每层以浇注空心玻璃珠含量梯度分布；背衬层，所述背衬层内置在容置空间且设置在其中一层匹配层上。改善了传统空气耦合式超声换能器探头的多方面问题,避免了存在有影响声阻抗匹配效果与拖尾超声波吸收的问题，而且整体结构设计便于实际生产流程，提高产品良率。
一种压电超声空耦换能器探头

[发明专利]应用于空气耦合压电超声探头的背衬材料、背衬及其制备方法-CN202210918013.1在审
发明人：凡丽梅;董方旭;张海波;高华昀;周鑫翊;刘继军;段剑;孙岩 -专利权人：山东非金属材料研究所;华中科技大学
申请日： 2022-08-01 - 公布日： 2022-12-23 - 主分类号： G01N29/24 文献下载
摘要：本发明公开了一种应用于空气耦合压电超声探头的背衬材料、背衬及其制备方法，其由以下质量百分比的组分组成：E51环氧树脂40～70wt％，固化剂10～20wt％，谷氨酸钠20～40wt％。其制备方法为：（1）将E51环氧树脂、固化剂与谷氨酸钠搅拌均匀，得到悬浮液；（2）放置于0.08MPa的真空干燥箱中15min，除去气泡；（3）将压电陶瓷片放入模具中，再将除去气泡后的悬浮液倒入模具，在80℃烘干3h使将E51环氧树脂固化，制得压电陶瓷片的背衬，然后对背衬进行打磨；（4）将打磨后复合了背衬的陶瓷片放入温水中，背衬中的谷氨酸钠溶解，制得应用于超声探头的背衬。本发明所制的背衬中有较低的声阻抗，拥有较高的灵敏度，声学性能佳。
应用于空气耦合压电超声探头材料及其制备方法

[发明专利]一种双模板织构的大应变无铅压电织构化陶瓷的制备方法-CN202111510404.1在审
发明人：张海波;刘凯;谭划;马伟刚;高华昀;吴天琼;周鑫翊 -专利权人：广东华中科技大学工业技术研究院
申请日： 2021-12-10 - 公布日： 2022-04-12 - 主分类号： C04B35/475 文献下载
摘要：本发明公开一种双模板织构的大应变无铅压电织构化陶瓷的制备方法，首先制备陶瓷超细粉体；采用两种片状微晶模板与粉体、有机溶剂和助剂混合均匀，经过球磨制浆、流延、叠压、温等静压、切割、排胶、冷等静压、烧结，得到双模板织构的大应变无铅压电织构化陶瓷。所述两种片状微晶模板，第一种为Bi0.5Na0.5TiO3或Bi0.5Na0.5TiO3‑0.7BaTiO3，第二种为NbNaO3、SrTiO3或BaTiO3，与粉体的质量比为1：(0.01‑0.3)。本发明制得的大应变无铅压电织构化陶瓷为弛豫铁电相，相比于原有非织构情况下的压电陶瓷，其逆压电系数大大提高，提高其电致应变特性，织构度达到90％，质量更好。
一种双模板织构应变压电织构化陶瓷制备方法

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