超聲換能器材料

目錄

第一章 用作換能器材料的磁致伸縮金屬和壓磁陶瓷 Y.Kikuchi

第二章 壓電晶體和壓電陶瓷 D.Berlincourt

第三章 100MHz以上工作的超聲器件的壓電換能器材料和工藝 A.H.Meitzler 2100433B

本書(shū)集中敘述了適用于低頻段和高頻段（100MHz以上）的各種近代超聲換能器（即磁場(chǎng)換能器和電場(chǎng)換能器）材料．對(duì)于各種材料的基本換能特性，尤其是作為超聲換能器和聲傳播介質(zhì)時(shí)的主要性能指標(biāo)及優(yōu)缺點(diǎn)都作了詳細(xì)介紹，并列出了有關(guān)的材料特性常數(shù)和圖表．

全書(shū)共分三章：第一章是磁致伸縮材料（包括金屬、合金和鐵氧體）；第二章是壓電晶體和壓電陶瓷材料；第三章是蒸鍍和濺射的薄膜材料．

本書(shū)可供從事?lián)Q能器材料和聲學(xué)，特別是超聲專(zhuān)業(yè)的高等院校師生以及有關(guān)科研技術(shù)人員參考，

醫(yī)療超聲換能器的種類(lèi)，可以按照換能器工作時(shí)所產(chǎn)生的波束的多少，分為單波束和多波束。少到單個(gè)波束，多到256個(gè)波束。按換能器陣元的空間排列的維數(shù)，又可以分為一維陣(一維線陣，一維凸線陣，一維相控陣)，1.5維，1.75維，或兩維聲學(xué)基陣。根據(jù)換能器工作頻率的范圍，可以分為低頻，高頻換能器。在醫(yī)療超聲設(shè)備中，低頻換能器可以到500KHz，甚至更低到20KHz，高頻換能器目前則可以到50MHz。如果按照換能器制作的材料來(lái)區(qū)分，那又可以分為壓電陶瓷換能器，壓電薄膜換能器，壓電厚膜換能器，壓電單晶換能器，復(fù)合材料換能器，微機(jī)械加工的電容式換能器，微機(jī)械加工的壓電式換能器等。

醫(yī)用超聲換能器（超聲探頭）是醫(yī)學(xué)超聲儀器系統(tǒng)的重要組成部分，它在新型醫(yī)學(xué)儀器的研制和醫(yī)學(xué)研究中，占有相當(dāng)重要的位置。超聲診斷中，首先必須向人體發(fā)射超聲波，然后接收人體組織結(jié)構(gòu)信息的反射回波。起信息轉(zhuǎn)換作用的是醫(yī)用超聲換能器，由它完成一種電-聲和聲-電轉(zhuǎn)換，換能器的性能狀況直接關(guān)系著醫(yī)用超聲設(shè)備的性能。

超聲換能器即是諧振于超聲頻率的壓電陶瓷，由材料的壓電效應(yīng)將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為機(jī)械振動(dòng)。醫(yī)用超聲換能器（超聲探頭）的工作原理大體是相同的，其內(nèi)部通常都包含一個(gè)電的儲(chǔ)能元件和一個(gè)機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)。當(dāng)換能器用作發(fā)射器時(shí)，從激勵(lì)電源送來(lái)的電振蕩信號(hào)將引起換能器中電儲(chǔ)能元件中電場(chǎng)或磁場(chǎng)的變化，這種變化通過(guò)某種效應(yīng)對(duì)換能器的機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生一個(gè)推動(dòng)力，使其進(jìn)入振動(dòng)狀態(tài)，從而推動(dòng)與換能器機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)相接觸的介質(zhì)發(fā)生振動(dòng)，向介質(zhì)中輻射聲波。接收聲波的過(guò)程正好與此相反，外來(lái)聲波作用在換能器的振動(dòng)面上，從而使換能器的機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)發(fā)生振動(dòng)，借助某種物理效應(yīng)，引起換能器儲(chǔ)能元件中的電場(chǎng)或磁場(chǎng)發(fā)生相應(yīng)的變化，從而引起換能器的電輸出端產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)于聲信號(hào)的電壓和電流。