[发明专利]一种具有曲面聚焦阵列的高频超声换能器及其制备方法

权利要求书

1.一种高频超声换能器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.利用移印法在曲面衬底的上表面制备高度为4μm～20μm的底电极，所述曲面衬底的上表面为弧度60°～180°的环形；

S2.利用移印法在底电极上制备高度为7μm～100μm的铌镁酸铅钛酸铅厚膜；

S3.利用溅射法在所述铌镁酸铅钛酸铅厚膜上制备高度为100nm～300nm的金电极；

S4.使用激光平行切割所述金电极与所述铌镁酸铅钛酸铅厚膜，从而形成16个～256个平行设置的弧形阵元，使得所述弧形阵元的底部为铌镁酸铅钛酸铅厚膜，顶部为金电极，且所述弧形阵元的弧心位于所述曲面衬底上表面的中心轴上；

所述高频超声换能器包括曲面衬底以及曲面聚焦阵列，所述曲面聚焦阵列覆盖于所述曲面衬底的上表面的全部或部分区域，所述曲面聚焦阵列的底部为底电极，所述底电极之上设置有16个～256个平行的弧形阵元，所述弧形阵元由其底部高度为铌镁酸铅钛酸铅厚膜及其顶部的金电极组成，且所述弧形阵元的弧心位于所述曲面衬底上表面的中心轴上。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：

S21.将粒径为200nm～500nm的铌镁酸铅钛酸铅粉末均匀分散于10％～20％的聚乙二醇溶液中，使得所述铌镁酸铅钛酸铅粉末与所述聚乙二醇溶液的质量比为7:3～4:1，获得压电浆料；

S22.利用移印法将所述压电浆料转移至底电极上，干燥后形成高度为5μm～12μm的压电涂层，并重复以上步骤直至所述压电涂层叠加至所需高度；

S23.300℃～350℃加热，直至所述压电涂层中的聚合物充分受热分解并挥发；

S24.800℃～1000℃加热使得所述压电涂层中的铌镁酸铅钛酸铅粉末烧结。

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S22的具体方法为，用和所述曲面衬底的上表面的形貌相匹配的模具取压电浆料，将其转移至所述曲面衬底的上表面，100℃～120℃加热干燥后形成高度为5μm～12μm的压电涂层，并重复以上步骤直至所述压电涂层叠加至所需高度。

4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤S21中，所述铌镁酸铅钛酸铅粉末与所述聚乙二醇溶液的质量比为2:1～3:1。

5.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤S23中加热的时间为30min～60min。

6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述曲面衬底的材料为压电陶瓷或者金属氧化物。

7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述弧形阵元的宽度为20μm～60μm，间距为30μm～70μm。

8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述底电极的材料为惰性金属。