[发明专利]背衬材料及其制备方法、超声波探头

说明书

本发明提供了一种背衬材料及其制备方法、超声波探头，所述背衬材料包括80份～100份的环氧树脂，20份～30份的固化剂，5份～6份的塑料膨胀微球；通过加入塑料膨胀微球，既能够减轻背衬材料的密度，也能够实现声衰减，从而形成超低声阻抗的背衬材料。

技术领域

本发明涉及超声技术领域，尤其涉及一种超声波探头用的超低声阻抗的背衬材料及其制备方法、具有所述背衬材料的超声波探头。

背景技术

超声波探头的功能层通常包括功能元件、位于功能元件前侧的匹配层、位于功能元件后侧的背衬。

探头的功能元件采用压电发声材料，主要作用是上下振动发生超声波，其能量会向前后两个方向传输。匹配层主要作用是为了让向前的能量尽可能输导出去，要求低衰减；相反，背衬的主要作用：(1)尽可能“消灭掉”向后传输到背衬中的能量，要高衰减；(2)使反向的能量尽可能多的反射到前面去，从而提高探头的灵敏度，要声阻抗低。

背衬反射的量的大小与“功能元件与背衬的声阻抗差”正相关，公式表达如下：

式中：R为反射系数，Z₂为功能元件的声阻抗，单位：MRayl；Z₁为背衬元件的声阻抗，单位：MRayl。

一般情况下，功能元件的声阻抗为10MRayl～40MRayl，背衬组件的常规声阻抗为2.5MRayl～10MRayl,可见背衬元件Z₁的声阻抗越低，反射率越高，灵敏度越高。

因此，背衬元件的声阻抗值对探头的灵敏度有很大的影响，低声阻抗的背衬材料，可以显著提高探头的灵敏度，提高探头的探测穿透力和分辨力。而现有技术制造的低声阻抗背衬有以下几个缺点：1，声阻抗值最低在2.5MRayl左右，声阻抗值偏高。2，密度降低幅度有限，现有技术的方法，可把密度降低至800Kg/m³左右，再继续下降就非常困难了。3，声速降低幅度有限，或可能反而增高，如常规方法添加玻璃微珠，虽能降低密度，但声速可能增大，造成声阻抗值不能有效降低。4，声衰减值小，不满足背衬材料高声衰减属性。

有鉴于此，有必要提供一种改进的背衬材料及其制备方法、具有所述背衬材料的超声波探头，以解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低声阻抗的背衬材料及其制备方法、具有所述背衬材料的超声波探头。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种背衬材料，包括80份～100份的环氧树脂，20份～30份的固化剂，5份～6份的塑料膨胀微球。

进一步地，所述环氧树脂选用环氧E51、环氧E44、环氧615中的至少一种；和/或，所述固化剂为593固化剂、二乙烯三胺、230固化剂、乙二胺中的至少一种。

进一步地，所述塑料膨胀微球选用在加热过程中才膨胀的塑料微球、或已膨胀的塑料微球。

进一步地，所述塑料膨胀微球的直径为10μm～50μm。

进一步地，所述塑料膨胀微球为Expancel DET461，所述Expancel DET461包括1％～10％的异丁烷、50％～100％的甲基丙烯酸甲酯与1,1-二氯乙烯和丙烯腈的聚合物、10％～20％的二氯二甲基硅烷与二氧化硅的反应产物、0～10％的二氧化硅。

进一步地，所述背衬材料的声阻抗为0.2MRayl～0.6MRayl。

进一步地，声衰减为3dB/MHz/mm～7dB/MHz/mm。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种背衬材料的制备方法，包括如下步骤：