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超声探头及其制作工艺

来源: 作者:ndt 人气: 发布时间:2024-12-24
摘要:压电晶片厚度: t=/2 频率常数: N=ft(Hzmm) 1.保护膜与晶片粘合剂 [1]502胶 [2]618环氧树脂:二乙烯三胺(固化剂):邻苯二甲酸二丁酯(增塑剂)=100:8:10 说明:粘合中不得有气泡及其他杂质存在,黑白密度计 http://www.heibaimiduji.com 粘合后加一定压力放置
压电晶片厚度: t=λ/2 频率常数: N=ft(Hz·mm) 
1.保护膜与晶片粘合剂 
[1]502胶 
[2]618环氧树脂:二乙烯三胺(固化剂):邻苯二甲酸二丁酯(增塑剂)=100:8:10 
 
说明:粘合中不得有气泡及其他杂质存在,黑白密度计 http://www.heibaimiduji.com 粘合后加一定压力放置24小时,再置60-80℃下烘干4小时 
2.吸收(阻尼)块配方: 
[1]钨粉:环氧树脂:二乙烯三胺:邻苯二甲酸二丁酯=35克:10克:0.5克:1克 
[2]环氧树脂(加热熔化):工业钨粉:邻苯二甲酸二丁酯:乙二胺(30-40℃)=1:0.5~0.7:0.1~0.3:0.07~0.08 
[3]Hp856树脂:钨粉:橡胶粉=100:5~15:6(%) 
[4]钨粉:环氧树脂:邻苯二甲酸二丁酯:无水乙二胺=63:32:3:2(%) 
[5]环氧树脂:乙二胺:二硫化钼:邻苯二甲酸二丁酯=3克:0.24克:2.5克:0.45克 
3.聚焦声透镜 
材料: 
[1]有机玻璃--注意流线方向,有声速各相异性现象存在,以及制造工艺不稳定造成材质不均匀导致声速分布不稳定 
[2]环氧树脂:邻苯二甲酸二丁酯:无水乙二胺或三乙烯四胺=85:9:6(%) 
曲率: 
平凹声透镜,第二介质为水,第一介质为有机玻璃时,曲率半径R=0.45F;第一介质为环氧树脂时,曲率半径R=0.464F 
焦距: F=R/[1-(C2/C1)] 
焦点直径: d0=1.2λf/a=2.4λf/D0 (a--晶片半径);d-6dB=0.71λf/a=1.42λf/D0 
焦柱长度: L-6dB=2a2/(a4-λ2F2)
 
大直径晶片长聚焦: d-6dB≌λF/D0;L-6dB≌λF2/a2;L-6dB/d-6dB=2F/a 
工件中的焦点深度(二次聚焦深度):δ≌(F-H)(C1/C2);或者H=F-(C2/C1)δ 
式中:δ-工件中焦点到声束入射面深度;F-水中焦距;H-水程;无损检测资源网C1-水中声速;C2-工件中声速 () 
 
4.组合双晶探头的焦距:f=(L-2dtgα)/2tg[sin-1(C2sinα/C1)] 
式中:C1-延迟块纵波速度;C2-工件中纵波速度;d-晶片中心到延迟块底面的距离(延迟块厚度);L-两晶片中心距离;α-晶片倾斜角(入射角) 
组合双晶探头有效探测范围一般指焦点上下6dB区域,
 
5.与压电晶体相关的参数 
性能参数 石英 硫酸锂 钛酸钡 锆钛酸铅 (偏)铌酸铅 铌酸锂
  (0°X切) (Y切)        
密度ρ g/cm3 2.65 2.06 5.3/5.6 7.5/7.8 6.0/6.2 4.34
声阻抗Z 10-6Kg/m2s 15.2 11.2 27/30.8 30 20.5 34
频率常数N MHz·mm 2.87 2.73 2.55/2.6 2.0/2.1 165/2.4 3.66
介电常数Σr 4.5 10.3 1000/1530 400/4000 300/1650 30
上居里点℃ 576 1.30 1.20 190/350 269/400 1210
K33(厚度) 0.1 0.38 0.45 0.6/0.7 0.4 0.2
Kp(径向) 0.1 0 0.3 0.5/0.6 0.07  
QM 106   400 75/500 11  
d33  10-12m/V 2.3 15 125/190 150/593 85 6
h33  109V/m 4.9 8.2 1.1/1.6 1.8/4.6 1.9 6.7
g33  10-3VM/N 57 156 14/21 20/40 32 23
最高工作温度℃ 550 75 70/90 250/290    
体积电阻(25℃) >1012   >1011 >1012 550  
杨氏模量E  1011N·m2 8.0/8.6   10.3/11.0 5.85/6.75    
声速c  m/s 5740 5460 4400/5500 2900/4000 3300/3900 7320
内部阻尼系数δ 10000.3   1 1.008/1.2   1.3
注:石英Y切时,频率常数为1.96

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