Preparação de transdutor cilíndrico composto de cerâmica / polímero piezoelétrico (1)

A matriz do transdutor são os principais componentes do sistema sonar. É um dispositivo que realiza a conversão mútua de energia eletro-acústica. O desempenho do transdutor e da matriz do transdutor depende principalmente do processo de desempenho, estrutura e fabricação do material transdutor. Atualmente, a maioria dos transdutores acústicos subaquáticos que usam a cerâmica piezoelétrica do zirconato de chumbo (PZT) como material de conversão de energia, que tem as vantagens de alto coeficiente de acoplamento eletromecânico, baixa perda, fabricação conveniente e baixo preço. No entanto, devido à alta impedância característica de cerâmica piezoelétrica, quando a carga é água ou tecido biológico, não é fácil combinar com a carga, a perda de reflexão deAnel de cerâmica piezo.Na interface é grande, e seu acoplamento lateral é forte. Portanto, o transdutor de vibração de espessura é preparado com a banda de freqüência estreita, alto valor Q, baixa sensibilidade e outras deficiências. 1-3 Tipo Materiais compostos piezoelétricos têm baixa impedância característica, valor Q, constante dielétrico, coeficiente de acoplamento eletromecânico lateral e coeficiente de acoplamento eletromecânico de alta espessura devido à fase de polímero. Material ideal para o dispositivo de poupança de energia. As performances de transdutores de pistão feitas do mesmo tamanho 1-3 materiais compostos piezoelétricos e discos de PZT ordinários foram medidos, e as curvas de admissão e a transmissão dos dois transdutores no ar e na água foram obtidas. É resposta de tensão, receber sensibilidade e parcelas de diretividade. E através de análise comparativa, conclui-se que o transdutor de material compósito piezoelétrico de 1-3 tem um desempenho significativamente melhorado de transmissão e recepção em comparação com os transdutores piezoelétricos comuns. O Melhorado 1-3 (1-3-2) compósito piezoelétrico mantém as excelentes características eletro-acústicas do 1-3Pzt5 piezo cerâmica.Composto e tem boa temperatura e estabilidade de pressão, que é muito adequado para preparar o transdutor de acústica subaquática. Este artigo usa um material composto piezoelétrico de 1-2-3 para projetar e fabricar um transdutor acústico subaquático cilíndrico e mede sua admissão, transmita a resposta de tensão, recebendo sensibilidade e diretividade.

Estrutura e preparação de compósitos piezoelétricos

materiais compósitos piezoeléctricos são feitos de materiais compósitos 1-3 piezoeléctricos e substratos cerâmicos piezoeléctricos ligados em série ao longo da direcção de polarização de cerâmica. Esta estrutura tem o suporte de cerâmica piezoeléctrica rígida em paralelo e perpendicular à direcção de polarização, que é mais estável do que os materiais compósitos do tipo 1-3. Não só retém todas as vantagens de materiais compósitos 1-3 piezoeléctricos, mas também não é fácil para deformar a temperaturas mais elevadas, e tem uma melhor resistência ao calor e resistência ao impacto externo. O material compósito piezoeléctrico é preparado por um processo de enchimento de corte. Os usos de cerâmica PZT-5A piezoeléctrico produzida pelo Instituto de acústica da Academia Chinesa de Ciências. Tem sido polarizada quando sai da fábrica. Uma máquina de corte automático é usado para cortar a superfície perpendicular ao eixo de polarização da cerâmica piezoeléctrica em duas direcções que são perpendiculares uns aos outros, mantendo uma certa espessura do substrato para formar um esqueleto de cerâmica. Um polímero com uma quantidade apropriada de agente de cura é vertida para o quadro de cerâmica (isto é, o WRS618 resina epoxi produzida por Wuxi Resina de fábrica), e, em seguida, a bolha ejector de vácuo é evacuada e curada à temperatura ambiente para fazer um material compósito, que é moído ou corte para moldar a peça em bruto. Uma amostra de material compósito se formou, e por fim, a superfície da amostra foi coberta com um eléctrodo, utilizando um aparelho de descarga eléctrica do magnetrão alto vácuo. Usando o processo acima, * 40mm * 10mm foram preparados dois pedaços de folha 1-3-2 piezoeléctrico de cerâmica / polímero compósito de 40mm. A largura dos pilares de cerâmica e a largura da resina epoxi entre os pilares são 0,9 e 0,45 mm, respectivamente, e a espessura daTransdutor de cilindro piezoelétrico.
é de 1 mm. Ao longo da direcção da espessura do material compósito, dois pedaços de material compósito foram cortadas em 24 bolachas de material compósito com um comprimento de 10 mm, uma largura de 6,5, e uma espessura de 10 mm. O desempenho de ressonância de cada wafer piezoelétrico foi medida, e 18 deles foram selecionados para fazer duas bolachas de substituição. Os resultados da medição do desempenho de cada elemento dos transdutores, a consistência de cada elemento piezoeléctrico é bom desempenho, e da sua frequência de ressonância é quase o mesmo. A figura mostra a curva de medição de admitância de um dos elementos da matriz, onde os elementos de matriz são todos semelhantes a ele.

Estrutura e processo de fabrico do transdutor cilíndrico piezoelctric

3.1 Estrutura transdutor

Uma pluralidade de 1-3-2 materiais compósitos piezoeléctricos são uniformemente dispostos ao longo da circunferência para formar uma matriz circular para produzir um transdutor cilíndrico. A estrutura do transdutor é mostrado na imagem. No momento, nenhum transdutor desta estrutura é encontrado .Há relatórios de pesquisa relacionados.

O transdutor piezoelétrico cilíndrico composto é composto de um elemento composto, um suporte de cobre, um suporte e uma placa de cobertura. Dezoito elementos de material PZT compostos são dispostos uniformemente nas ranhuras do revestimento de cobre em forma de anel ao longo da circunferência, e a superfície inferior dos elementos de material composto é aderida ao revestimento de cobre com um adesivo condutor. Desta forma, o suporte de cobre não só pode localizar os elementos da matriz, mas também aprimorar o deslocamento de vibração. Devido ao uso de ligação adesiva condutora, o eletrodo inferior do elemento composto é conectado ao suporte, o que simplifica o processo de chumbo do eletrodo. Desta forma, o líder do eletrodo inferior (linha de sinal) pode ser conduzido da parede lateral interna do revestimento do tubo de cobre e conectado ao mesmo cabo de sinal do cabo do eixo. Em seguida, o suporte e a tampa final são respectivamente grampo e corrigem o revestimento de cobre de duas direções. O suporte, o suporte e a tampa final são isolados com uma arruela de espuma rígida e, em seguida, os eletrodos externos dos elementos piezo de material composto são conectados ao fio blindado do cabo coaxial, e selado com uma junta estanque ou à prova d'água. Finalmente, a montagem é colocada em um molde, e um poliuretano com uma espessura de cerca de 2 mm é vertida para formar uma camada impermeável, permeável a som e selagem. Ao utilizar o processo acima, dois transdutores cilíndricos idênticos foram experimentalmente fabricados, e as dimensões gerais dos transdutores cilíndricos após a montagem foram de 70 mm × 15 mm.