一种高声阻抗高声衰减声学材料的制备方法与流程

本发明涉及声学材料制造，具体为一种高声阻抗高声衰减声学材料的制备方法。

背景技术：

1、背衬是影响超声探头性能的重要部分，在超声探头中，综合性能优异的pzt压电晶片常被作为发声结构，但由于其声阻抗值较高，根据超声学原理，为了与较高声阻抗的晶片匹配，同时尽可能衰减掉晶片向背向发射的声波能量，兼具高声衰减性能和与pzt晶片高声阻抗匹配的背衬材料在提高超声探头性能方面起着重要作用。

2、专利文献cn201410696735.2中公开的一种高衰减背衬材料的制备方法为选择微米量级2-7um的占背衬总体积45％钨粉和占背衬总体积55％玻璃化温度为70～150℃的聚酯粉， 放入球磨罐中，将球磨罐放在球磨机上研磨、混合均匀，混合均匀的粉末放在20～50℃烘箱中烘干1.5h后，通过500目筛，再将混合均匀的粉末置于容器（4）中，去除其中的空气；热压件（5）与容器（4）连接，热压件（5）加热至在70℃～150℃下，所述容器（4）内部加压至5mpa～15mpa、热压5min～20min。

3、专利文献cn201610462101.x中所公开的一种制作高阻抗背衬材料的方法为将热塑性聚氨酯树脂投入四氢呋喃有机溶剂中，放入35-45℃恒温箱恒温24h以上，待聚氨酯完全溶解后投入5um的钨粉，均匀搅拌混合后将胶体溶液放入60-70℃的热板上加热搅拌，待四氢呋喃挥发后，烘干颗粒并过筛，再将过完筛的颗粒在110℃，2-4mpa压力的热压机上保持20s，最后冷却得到背衬材料。

4、但现有技术仍存在以下缺陷：

5、1、目前背衬使用钨粉颗粒基本局限在2-7um小粒度；

6、2、钨粉所占百分比越高，材料结合力越差，声衰减性能也会下降，无法达到实用要求；

7、3、现有方法没有过多的讨论钨粉的绝缘化处理，含钨粉的背衬材料电阻率低，容易造成对超声探头的电学影像；

8、4、在进行此类声学材料制备过程中，需要使用到多种处理设备，设备成本高，操作麻烦，且物料转移过程损耗大，为此特提供一种高声阻抗高声衰减声学材料的制备方法以解决上述问题。

技术实现思路

1、（一）解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明公开了一种高声阻抗高声衰减声学材料的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

3、（二）技术方案

4、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种高声阻抗高声衰减声学材料的制备方法，包括如下操作步骤；

5、步骤一：选取材料；选取微米量级在20um左右宽粒度的占背衬总体积80%的钨粉和占背衬体积20%的热塑性聚氨酯树脂；

6、步骤二：采用制备设备进行材料预处理；将步骤一中获取的热塑性聚氨酯树脂破碎成纳米级颗粒；将钨粉与陶瓷粉烘干后按钨粉：陶瓷粉：胶水=1：0.1~0.25：0.04~0.08的比例混合，然后压制成块体，再敲碎过筛，烘干后备用；

7、步骤三：采用制备设备进行材料混合；将步骤二中处理好的所有材料进行均匀搅拌，搅拌均匀的粉末放入45℃环境中干燥3h以上，然后过筛；

8、步骤四：材料热压成型；取步骤三中获得的复合颗粒放入背衬模具中，放到热压机上，温度保持在150℃，压力5mpa左右，热压3min，停止加热，待磨具冷却到室温后，常温固化排塑后脱模，得到所需背衬材料。

9、优选的，所述制备设备包括设备底座和安装在设备底座顶部的干料处理筒和湿料处理筒，所述设备底座的内部安装有一组电热仓，所述干料处理筒和之间安装有一组连接座，所述连接座中部设置有升降柱，所述连接座可绕升降柱度旋转，所述干料处理筒和湿料处理筒可在连接座的外表面进行翻转和上下移动，所述升降柱的顶部设置有旋转处理架，所述旋转处理架的四个端部分别安装有搅拌辊、粉碎辊、压制破碎一体辊和提升夹具，所述提升夹具的底部安装有可拆卸式筛斗。

10、优选的，所述设备底座的顶部固定安装有空心支撑柱，所述空心支撑柱的底端外表面安装有电动旋转座，所述连接座固定安装在电动旋转座的顶部，所述升降柱的内部安装有升降液压缸，所述升降液压缸的输出端固定连接在空心支撑柱的内底部。

11、优选的，所述连接座的两侧均开设有滑槽，所述滑槽的外表面滑动连接有滑动座，所述滑槽的内部转动连接有驱动螺柱，所述连接座的顶部固定安装有升降电机，所述升降电机的输出端与驱动螺柱固定连接，所述驱动螺柱与滑动座螺纹连接。

12、优选的，所述滑动座的侧面中部固定安装有翻转电机，所述干料处理筒和湿料处理筒的侧面均固定连接有连接块，所述翻转电机的输出端与连接块固定连接，所述翻转电机的上下两侧均设置有定位液压杆，所述定位液压杆的输出端活动插接在连接块的内部。

13、优选的，所述可拆卸式筛斗的外表面螺纹连接有固定螺杆，所述可拆卸式筛斗的内部设置有筛网架，所述筛网架和湿料处理筒的侧面均开设有卡孔，且固定螺杆的端部活动插接在卡孔的内部，所述筛网架活动插接在湿料处理筒的内顶部。

14、优选的，所述可拆卸式筛斗的顶部固定连接有提升卡座，所述提升夹具活动卡接在提升卡座的内部，所述旋转处理架的四个端部上表面分别固定安装有第一驱动电机、第二驱动电机、第一电动液压缸和第二电动液压缸，所述提升夹具固定连接在第一电动液压缸的输出端底部，所述搅拌辊安装于第一驱动电机底端，所述粉碎辊安装于第二驱动电机底端，所述压制破碎一体辊安装于第二电动液压缸底端。

15、优选的，所述旋转处理架的中部开设有齿槽，所述齿槽的上下两侧均开设有环形防脱槽，所述升降柱的顶部固定安装有连接盘，所述连接盘的外表面固定焊接有两组防脱环，所述防脱环转动连接在环形防脱槽的内部，两组所述防脱环间一侧设置有可旋转的驱动齿轮，所述连接盘的顶部安装有控制驱动齿轮旋转的调节伺服电机，所述驱动齿轮与齿槽相啮合。

16、优选的，所述压制破碎一体辊包括固定于第二电动液压缸底端的连接轴，所述连接轴的底端固定连接有带孔盘，所述连接轴的内部安装有调节液压缸，所述调节液压缸的输出端固定连接有活动盘，所述活动盘滑动连接在连接轴的外表面，所述活动盘的底部固定连接有破碎辊，所述破碎辊贯穿带孔盘。

17、本发明公开了一种高声阻抗高声衰减声学材料的制备方法，其具备的有益效果如下：

18、1、该高声阻抗高声衰减声学材料的制备方法，材料粒度广，使用微米量级在20um左右的宽粒度的粉末混合，能达到一种慢反射，高吸收的效果；对钨粉颗粒进行表面预处理能降低材料电导率，提高阻抗，钨粉与树脂之间结合得更加紧密，更加均匀，最后热压成型保证了材料之间结合力够强，常温固化排塑进一步增加了材料的密度，使得材料拥有良好的高声衰减高声阻抗性能。

19、2、该高声阻抗高声衰减声学材料的制备方法，通过在对材料进行预处理阶段设计了一种专用的联合式制备设备，该制备设备能够对用于压制背衬的复合颗粒在压制前进行连续化处理，实现各项物料的粉碎、混合、压制、破碎、过筛和烘干，从而方便各项物料进行系统化快速处理，一方面降低了各项单独处理的设备成本，另一方面减少物料处理的转移过程，降低物料转移所带来的损耗。