1-3型压电陶瓷/单晶铁电复合材料制备治具及制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及超声换能器探头制作技术，特别是涉及一种1-3型压电陶瓷/单晶铁电复合材料制备治具及制备方法。
【背景技术】
[0002]近些年来，随着科技技术的发展，以及超声技术带来的快速、无痛、准确诊断和治疗。医学超声诊断技术发生了一次又一次革命性的飞跃，医用超声探头取得了快速的发展。超声探头从单阵元到线阵，发展到方阵以及相控阵，从低频(<20MHz)发展到现在的高频(>20ΜΗζ)ο
[0003]压电陶瓷/单晶铁电复合材料，例如1-3型压电陶瓷(或单晶铁电)复合材料制作医用超声探头相比于传统的探头来说，有好的灵敏度，因为压电陶瓷/单晶铁电复合材料能通过调整其材料中各组分的百分比很容易地满足以下几个条件:(I)机电藕合系数高，其次探头与人体组织声阻抗匹配好。(2)探头各阵元的电阻抗与发射和接收电子的系统相匹配。(3)低电损耗与低机械损耗。(4)树脂的机械特性能够使得压电陶瓷/单晶铁电复合材料成形作成聚焦超声探头。
[0004]而传统的压电陶瓷/单晶铁电复合材料制作方案，采用精密划片机分割出细小的阵元，不过鉴于划片机刀片厚度的极限，最薄的刀片为10um，用此切割压电陶瓷/单晶铁电材料后的形成的切槽宽度会大于10um，通常会达到15um左右。用此方案制备出的压电复合材料/单晶铁电复合材料只能制备出低于15MHz的超声换能器，不能满足高频阵列探头的制备需要。
【发明内容】
[0005]基于此，有必要提供一种能够用于制备高频阵列探头的压电陶瓷/单晶铁电复合材料的制备方法及一种1-3型压电陶瓷/单晶铁电复合材料制备治具。
[0006]1-3型压电陶瓷/单晶铁电复合材料制备治具，包括:
[0007]夹具底座，所述夹具底座上开设有用于固定压电陶瓷/单晶铁电片的第一固定槽；
[0008]引导柱，垂直设置于所述夹具底座上；及
[0009]对齐引导板，可拆卸地设置于所述引导柱上，且所述对齐引导板在所述引导柱上可滑动，所述对齐引导板下表面上开设有用于固定压电陶瓷/单晶铁电片的第二固定槽，所述第二固定槽与所述第一固定槽相对齐。
[0010]在其中一个实施例中，所述夹具底座的侧面上设有凸台，所述凸台上开设有圆柱槽，所述对齐引导板上开设微调螺孔，所述1-3型压电陶瓷/单晶铁电复合材料制备治具还包括微调螺杆，所述微调螺杆包括开设有外螺纹的螺纹杆及设置于所述螺纹杆一端的螺帽，所述螺帽收容于所述圆柱槽中，且所述螺帽在所述圆柱槽中可转动，所述螺纹杆与所述微调螺孔相螺合，以形成螺纹副结构，转动所述微调螺杆，以使所述对齐引导板相对所述夹具底座升降。
[0011]在其中一个实施例中，还包括螺杆盖，所述螺杆盖设置于所述凸台上，并将所述圆柱槽遮盖。
[0012]在其中一个实施例中，所述夹具底座的侧壁上开设有第一螺纹孔，所述第一螺纹孔与所述第一固定槽相连通，所述1-3型压电陶瓷/单晶铁电复合材料制备治具还包括第一夹紧螺栓，所述第一夹紧螺栓与所述第一螺纹孔相螺合，且所述第一夹紧螺栓的端部穿过所述第一螺纹孔进入所述第一固定槽内部。
[0013]在其中一个实施例中，所述对齐引导板的侧壁上开设有第二螺纹孔，所述第二螺纹孔与所述第二固定槽相连通，所述1-3型压电陶瓷/单晶铁电复合材料制备治具还包括第二夹紧螺栓，所述第二夹紧螺栓与所述第二螺纹孔相螺合，且所述第二夹紧螺栓的端部穿过所述第二螺纹孔进入所述第二固定槽内部。
[0014]在其中一个实施例中，所述引导柱为多个，多个所述引导柱分布于所述夹具底座的周缘。
[0015]在其中一个实施例中，所述对齐引导板的周缘上开设多个导槽，多个所述引导柱分别与多个所述导槽相配合。
[0016]一种1-3型压电陶瓷/单晶铁电复合材料制备方法，包括以下步骤:
[0017]提供上述1-3型压电陶瓷/单晶铁电复合材料制备治具；
[0018]将第一压电陶瓷/单晶铁电片固定于所述夹具底座上，以所述第一压电陶瓷/单晶铁电片的一侧为基准，向另一侧偏移P毫米后，用切刀在第一压电陶瓷/单晶铁电片上切割(2K+P)毫米宽的第一切槽，并每隔P毫米切割(2K+P)毫米宽的第一切槽，其中，K为目标切槽宽度，P为目标阵元宽度；
[0019]取下所述第一压电陶瓷/单晶铁电片，并将第二压电陶瓷/单晶铁电片固定于所述夹具底座上，以所述第二压电陶瓷/单晶铁电片的一侧为基准，用切刀在第二压电陶瓷/单晶铁电片上切割(K+P)毫米宽的第一切槽，并每隔P毫米切割(2K+P)毫米宽的第一切槽，其中，K为目标切槽宽度，P为目标阵元宽度；
[0020]将所述第一压电陶瓷/单晶铁电片固定于所述夹具底座，并将所述第二压电陶瓷/单晶铁电片固定于所述对齐引导板上，调节所述对齐引导板，以使所述第一压电陶瓷/单晶铁电片与所述第二压电陶瓷/单晶铁电片交叉重叠，在所述第一切槽中填充环氧树脂胶水，制得压电陶瓷/单晶铁电复合片；
[0021]对所述压电陶瓷/单晶铁电复合片的两侧面进行打磨，直至露出第一切槽；
[0022]取两块打磨后的所述压电陶瓷/单晶铁电复合片，分别为第一压电陶瓷/单晶铁电复合片及第二压电陶瓷/单晶铁电复合片，将所述第一压电陶瓷/单晶铁电复合片固定于所述夹具底座上，以所述第一压电陶瓷/单晶铁电复合片的一侧为基准，向另一侧偏移P毫米后，用切刀在第一压电陶瓷/单晶铁电片上切割(2K+P)毫米宽的第二切槽，并每隔P毫米切割(2K+P)毫米宽的第二切槽，所述第二切槽的方向与所述第一切槽的方向相垂直，其中，K为目标切槽宽度，P为目标阵元宽度；
[0023]取下所述第一压电陶瓷/单晶铁电复合片，并将第二压电陶瓷/单晶铁电复合片固定于所述夹具底座上，以所述第二压电陶瓷/单晶铁电复合片的一侧为基准，用切刀在第二压电陶瓷/单晶铁电复合片上切割(K+P)毫米宽的第二切槽，并每隔P毫米切割(2K+P)毫米宽的第二切槽，所述第二切槽的方向与所述第一切槽的方向相垂直，其中，K为目标切槽宽度，P为目标阵元宽度；
[0024]将所述第一压电陶瓷/单晶铁电复合片固定于所述夹具底座，并将所述第二压电陶瓷/单晶铁电复合片固定于所述对齐引导板上，调节所述对齐引导板，以使所述第一压电陶瓷/单晶铁电复合片与所述第二压电陶瓷/单晶铁电复合片交叉重叠，在所述第二切槽中填充环氧树脂胶水，并对重叠后的所述第一压电陶瓷/单晶铁电复合片及所述第二压电陶瓷/单晶铁电复合片的外侧面进行打磨，直至露出第二切槽，制得1-3型压电陶瓷/单晶铁电复合材料。
【附图说明】
[0025]图1为本发明一实施例中1-3型压电陶瓷/单晶铁电复合材料制备治具的结构示意图；
[0026]图2为图1所示1-3型压电陶瓷/单晶铁电复合材料制备治具的爆炸图；
[0027]图3为第一压电陶瓷/单晶铁电片的侧视图；
[0028]图4为第二压电陶瓷/单