超声换能器材料

目录

第一章 用作换能器材料的磁致伸缩金属和压磁陶瓷 Y.Kikuchi

第二章 压电晶体和压电陶瓷 D.Berlincourt

第三章 100MHz以上工作的超声器件的压电换能器材料和工艺 A.H.Meitzler 2100433B

本书集中叙述了适用于低频段和高频段（100MHz以上）的各种近代超声换能器（即磁场换能器和电场换能器）材料．对于各种材料的基本换能特性，尤其是作为超声换能器和声传播介质时的主要性能指标及优缺点都作了详细介绍，并列出了有关的材料特性常数和图表．

全书共分三章：第一章是磁致伸缩材料（包括金属、合金和铁氧体）；第二章是压电晶体和压电陶瓷材料；第三章是蒸镀和溅射的薄膜材料．

本书可供从事换能器材料和声学，特别是超声专业的高等院校师生以及有关科研技术人员参考，

医疗超声换能器的种类，可以按照换能器工作时所产生的波束的多少，分为单波束和多波束。少到单个波束，多到256个波束。按换能器阵元的空间排列的维数，又可以分为一维阵(一维线阵，一维凸线阵，一维相控阵)，1.5维，1.75维，或两维声学基阵。根据换能器工作频率的范围，可以分为低频，高频换能器。在医疗超声设备中，低频换能器可以到500KHz，甚至更低到20KHz，高频换能器目前则可以到50MHz。如果按照换能器制作的材料来区分，那又可以分为压电陶瓷换能器，压电薄膜换能器，压电厚膜换能器，压电单晶换能器，复合材料换能器，微机械加工的电容式换能器，微机械加工的压电式换能器等。

医用超声换能器（超声探头）是医学超声仪器系统的重要组成部分，它在新型医学仪器的研制和医学研究中，占有相当重要的位置。超声诊断中，首先必须向人体发射超声波，然后接收人体组织结构信息的反射回波。起信息转换作用的是医用超声换能器，由它完成一种电-声和声-电转换，换能器的性能状况直接关系着医用超声设备的性能。

超声换能器即是谐振于超声频率的压电陶瓷，由材料的压电效应将电信号转换为机械振动。医用超声换能器（超声探头）的工作原理大体是相同的，其内部通常都包含一个电的储能元件和一个机械振动系统。当换能器用作发射器时，从激励电源送来的电振荡信号将引起换能器中电储能元件中电场或磁场的变化，这种变化通过某种效应对换能器的机械振动系统产生一个推动力，使其进入振动状态，从而推动与换能器机械振动系统相接触的介质发生振动，向介质中辐射声波。接收声波的过程正好与此相反，外来声波作用在换能器的振动面上，从而使换能器的机械振动系统发生振动，借助某种物理效应，引起换能器储能元件中的电场或磁场发生相应的变化，从而引起换能器的电输出端产生一个相应于声信号的电压和电流。