重庆医科大学：《超声治疗学》课程教学课件（讲稿）第三章 超声波的产生、超声场的分析和测量

第3章超声波的产生压电效应压电材料几类治疗超声换能器

第3章 超声波的产生 ¾ 压电效应 ¾ 压电材料 ¾ 几类治疗超声换能器

1.压电效应>超声换能器：什么是换能器？顾名思义：换能器就是进行能量转换的器件。>什么是超声换能器？在超声频率范围内，将交变的电信号转换成声信号，或者将外界声场中的声信号转换成电信号的能量转换器件。在所有的超声应用中，超声波都是换能器产生的。用途最多的压电式超声换能器和磁致伸缩超声换能器两大类

1.压电效应 ¾ 超声换能器：什么是换能器？ 顾名思义：换能器就是进行能量转换的器件。 ¾ 什么是超声换能器？ 在超声频率范围内，将交变的电信号转换成声信号，或 者将外界声场中的声信号转换成电信号的能量转换器件。 在所有的超声应用中，超声波都是换能器产生的。 用途最多的压电式超声换能器和磁致伸缩超声换能器两 大类

1.压电效应压电效应是法国物理学家居里兄弟于1880年发现的。当把一定数量的码放在一些天然晶体上时，这些天然晶体的表面会产生一定数量的电荷，而且所产生的电荷数量上与码的重量成正比，这种现象称为压电效应。1881年，科学家又从理论上预计并从实验上验证了逆压电效应的存在。压电效应是超声发展史上的重大发现，这一发现大大加速了声学在国防以及国民经济各行各业中的广泛应用

压电效应是法国物理学家居里兄弟于1880年 发现的。当把一定数量的砝码放在一些天然晶 体上时，这些天然晶体的表面会产生一定数量 的电荷，而且所产生的电荷数量上与砝码的重 量成正比，这种现象称为压电效应。1881年， 科学家又从理论上预计并从实验上验证了逆压 电效应的存在。 压电效应是超声发展史上的重大发现，这一 发现大大加速了声学在国防以及国民经济各行 各业中的广泛应用。 1. 压电效应

压电效应>正压电效应正压电效应的物理本质，是由于不对称的晶体内部离子受外力作用后，离子间产生不对称的相对位移。结果引起了新的电偶极矩，从而引起晶体表面电荷堆积。正压电效应将机械能转换成电能。>逆压电效应指压电材料在外电场作用下，其内部电极化状态发生相应的变化，导致压电体产生与外加电场强度成正比的压电现象。即它把电能转换成机械能，形成振动，振动在弹性媒质下传播形成声波

压电效应 ¾正压电效应 正压电效应的物理本质，是由于不对称的晶 体内部离子受外 力作用后，离子间产生不对称 的相对位移。结果引起了新的电偶极矩，从而 引起晶体表面 电荷堆积。正压电效应将机械能 转换成电能。 ¾逆压电效应 指压电材料在外 电场作用下，其内部电极化 状态发生相应的变化，导致压电体产生与外加 电场强度成正比的压电现象。即它把电能转换 成机械能，形成振动，振动在弹性媒质下传播 形成声波

2.压电材料>超声技术的发展离不开压电材料的发展>压电材料是压电换能器的核心而压电换能器是绝大部分超声应用技术的核心

2. 压电材料 ¾ 超声技术的发展离不开压电材料的 发展 ¾ 压电材料是压电换能器的核心 ¾ 而压电换能器是绝大部分超声应用 技术的核心

2.压电材料压电单晶V压电陶瓷压电高分子聚合材料压电复合材料S

2.压电材料 ¾ 压电单晶 ¾ 压电陶瓷 ¾ 压电高分子聚合材料 ¾ 压电复合材料

2.压电材料>压电单晶天然：石英，酒石酸钠人工合成：石英、锯酸锂、酸锂锯镁酸铅优点：压电性和频率稳定性好

2. 压电材料 ¾ 压电单晶 天然：石英，酒石酸钠 人工合成：石英、铌酸锂、鉭酸锂 铌镁酸铅 优点：压电性和频率稳定性好

压电陶瓷特点（优点）1．原材料价格低廉，2．机械强度好，易于加工成各种形状和尺寸，满足不同的需求；3．通过材料添加，可制成品种、性能不同的材料;4．采用不同的形状和极化方式，得到各种所需的振动模式

压电陶瓷 • 特点（优点） 1. 原材料价格低廉， 2. 机械强度好，易于加工成各种形状和尺 寸，满足不同的需求； 3. 通过材料添加，可制成品种、性能不同 的材料； 4. 采用不同的形状和极化方式，得到各种 所需的振动模式

2.压电材料>压电陶瓷用途非常广。多晶体，最常用的PZT配方：系统，合成固溶体工艺：工艺流程压电陶瓷的性能主要取决与陶瓷材料组分和显微结构

2. 压电材料 ¾ 压电陶瓷 用途非常广。多晶体，最常用的PZT 配方：系统，合成固溶体 工艺：工艺流程 压电陶瓷的性能主要取决与陶瓷材料组 分和显微结构

压电陶瓷材料60一-16Q各种类型压电陶瓷片

压电陶瓷材料 各种类型压电陶瓷片