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公开(公告)号：CN106876576B
公开(公告)日：2019-05-21
申请号：CN201710075924.1
申请日：2017-02-13
Applicant: 北京信息科技大学
CPC classification number: H01L41/183 , H01L41/37
Abstract: 本发明涉及一种基于剪切振动的压电复合材料及其制备方法。该压电复合材料包括压电材料和被动性材料；所述压电材料包括沿x轴正向极化的压电材料和沿x轴负向极化的压电材料，两种极化方向的压电材料沿x轴方向交替排列；所述被动性材料包括填充层、过渡层和平面层；所述填充层设于每两个相邻的压电材料之间；所述平面层位于压电材料的两个垂直于z轴的表面的外侧，其中一侧的平面层通过过渡层与奇数位置的填充层固定连接，另一侧的平面层通过过渡层与偶数位置的填充层固定连接。该压电复合材料可用于制备水声换能器、水听器和压电俘能器等。本发明创新性地将剪切振动转化为复合材料上下表面的厚度振动，达到了提高复合材料性能的目的。
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公开(公告)号：CN108493328A
公开(公告)日：2018-09-04
申请号：CN201810084952.4
申请日：2018-01-29
Applicant: 北京信息科技大学
IPC: H01L41/08 , H01L41/04 , H01L41/23 , H01L41/053 , H01L41/113
Abstract: 本发明涉及一种基于剪切振动和弯张振动的压电振子、弯张换能器及其制作方法。本发明突破传统1-3型压电复合材料换能器应用d33模态的限制，选用具有更高压电常数和机电耦合系数的d15模态来充当振动元，同时克服d15模态产生剪切振动的弱点，将其剪切振动通过特殊的结构设计转化为弯张外壳上下表面的弯张振动，以此来达到应用剪切振动模态产生横波的目的，并制作低频高功率小尺寸换能器，满足水下远距离通信、探测等需求。在水声领域，该基于剪切振动和弯张振动的压电振子能够提高声呐系统的作用距离以及探测精度，为军事探测、预警、民用航海、捕鱼等提供有效帮助。
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公开(公告)号：CN103841499B
公开(公告)日：2017-10-13
申请号：CN201410062293.6
申请日：2014-02-24
Applicant: 北京信息科技大学
Abstract: 本发明提供一种施加预应力的叠堆压电圆管换能器，包括内衬管，套装在所述内衬管外部的叠堆多层压电圆管，以及对所述叠堆多层压电圆管施加预应力的装置。本发明采用多个叠堆压电圆管叠堆，振子的振动为多个圆管径向振动的迭加，以提高换能器的灵敏度；由于各圆管的半径不等，各管的谐振频率不同，使得换能器振动系统存在多种振动模态，可扩展换能器的工作频带；应用柱状圆管的结构，使换能器可获得水平全向的波束指向性；采用玻璃纤维缠绕叠堆压电圆管，施加预应力提高压电换能器可承载功率，进而提高换能器的可靠性。
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公开(公告)号：CN104393164B
公开(公告)日：2017-05-17
申请号：CN201410573671.7
申请日：2014-10-23
Applicant: 北京信息科技大学
Abstract: 本发明涉及一种1‑1‑3型压电复合材料及其制备方法，属于压电复合材料技术领域。该压电复合材料包括压电单晶晶柱、柔性聚合物和刚性聚合物。其中压电单晶晶柱呈周期性规律的排列，柔性聚合物紧紧包裹单晶晶柱，刚性聚合物内衬于柔性聚合物中，以构成三维网格结构起到支撑作用，使其稳定性和耐冲击性更强。通过上述结构，使得该复合材料既保持单晶的强压电性能，又减小了基元间的横向耦合，同时还可以降低声阻抗，使其同时具有高机电耦合系数(≥0.9)、阵元间振动耦合小以及机械和温度稳定性高的优点，是一种理想的制备大功率水声换能器阵的敏感元件。
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公开(公告)号：CN103646643B
公开(公告)日：2016-04-20
申请号：CN201310626212.6
申请日：2013-11-28
Applicant: 北京信息科技大学
IPC: G10K9/122
Abstract: 本发明涉及一种采用PVDF压电薄膜的弯张换能器，包括压电陶瓷晶片堆和PVDF薄膜，所述PVDF薄膜包围所述压电陶瓷晶片堆，所述PVDF薄膜与所述压电陶瓷晶片堆之间设有连接件，进一步还包括使所述PVDF薄膜产生预应力的装置。本发明采用PVDF薄膜代替传统弯张换能器的金属外壳，采用PVDF薄膜以及压电晶堆作为敏感元件，PVDF薄膜振动采用简支边界条件下薄膜的弯曲振动模态，压电晶堆振动采用纵振动模态，通过模态耦合可获得较高的带宽，实现宽带发射声波。本发明的弯张换能器具有低频、宽带、高接收灵敏度、大功率声辐射和水平全向指向性的特点。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN105047811A
公开(公告)日：2015-11-11
申请号：CN201510289652.6
申请日：2015-05-29
Applicant: 北京信息科技大学
IPC: H01L41/083 , H01L41/277
Abstract: 本发明涉及一种基于不同厚度的压电材料层的叠堆压电换能器，压电材料层优选采用压电复合材料，如1-3型压电复合材料等，或者是压电陶瓷、压电单晶等传统压电材料。本发明的叠堆的压电材料振子，由于各压电材料层的厚度不同，各压电材料层的谐振频率不同，使得叠堆的压电材料振子存在多种模态即多个谐振频率。通过合理设计各压电材料层的厚度，使压电振子中各压电材料层的谐振频率相互靠近并耦合，在较宽的频率范围内同时工作，可以使其组合频率响应不产生间断和过深的凹谷，在这一频带内将形成复合多模振动，即能有效地拓展换能器的工作带宽，实现高频、宽带地收发声波。
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公开(公告)号：CN105047188A
公开(公告)日：2015-11-11
申请号：CN201510408592.5
申请日：2015-07-13
Applicant: 北京信息科技大学
IPC: G10K9/122
Abstract: 本发明涉及一种带匹配层的压电复合材料高频换能器。该换能器包括一压电复合材料层以及贴覆该压电复合材料层的匹配层；所述匹配层包含铝粉；所述压电复合材料层和所述匹配层的两个谐振频率相互靠近并耦合。所述匹配层还包含环氧树脂、韧化剂和固化剂，其中铝粉作为填料，环氧树脂、韧化剂、固化剂作为基体。通过调节匹配层的厚度和声阻抗，使两个谐振频率相互靠近并耦合，匹配层的厚度优选为1/4声波波长，匹配层中铝粉的质量分数优选为45％。本发明通过在压电陶瓷复合材料上添加匹配层，并使其产生多模态耦合，能够有效的拓展高频换能器的带宽。
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公开(公告)号：CN104766600A
公开(公告)日：2015-07-08
申请号：CN201510109129.0
申请日：2015-03-12
Applicant: 北京信息科技大学
IPC: G10K9/122
Abstract: 本发明涉及一种带匹配层的叠堆复合材料圆柱阵换能器及其制备方法。该换能器包括外径相同、管壁厚度不同的同轴叠堆的压电复合材料圆管；所述压电复合材料圆管的管壁包括多个压电振子，以及填充于各压电振子之间的柔性材料；所述压电复合材料圆管的外壁贴覆匹配层。该换能器的制备工艺采用切割陶瓷圆管—浇注环氧—曲面被覆电极—串叠圆管—贴覆匹配层的方法，制作复合材料叠堆圆管，然后设计背衬及支撑结构，制得新型宽带水平全向圆柱阵换能器。本发明融合了三种现行的拓展换能器带宽的技术，可大幅度拓展换能器带宽并实现换能器的水平全向发射。
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公开(公告)号：CN115926182A
公开(公告)日：2023-04-07
申请号：CN202211558769.6
申请日：2022-12-06
Applicant: 北京信息科技大学
Abstract: 本发明公开了一种新型编织状Ni‑MOF吸波材料的制备方法，步骤为：将六水硝酸镍和二甲基咪唑分别溶解于甲醇中，然后将将二甲基咪唑溶液倒入六水硝酸镍溶液中，搅拌后，放入烘箱中烘干，冷却至室温后经离心、洗涤、干燥后得到编织状镍前驱体粉末；将编织状镍前驱体粉末置于低氧环境下的马弗炉中加热，并恒温保温，然后待马弗炉自然冷却至室温后获得新型编织状Ni‑MOF吸波材料。该方法制备的Ni‑MOF具有编织状结构，这种具有各向异性的结构有利于电磁波在其内部的多次随机反射和散射，形成丰富的缺陷极化、偶极极化和界面极化，利于增强极化损耗，使吸收电磁波转化为热能，从而提高吸波性能。
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公开(公告)号：CN112221917B
公开(公告)日：2022-02-18
申请号：CN202010921907.7
申请日：2020-09-04
Applicant: 北京信息科技大学
IPC: B06B1/06
Abstract: 本发明涉及一种大功率高频定向发射水声换能器及其制备方法。该发射水声换能器包括压电复合材料、电极、匹配层、散热结构、吸声背衬；压电复合材料为1‑1‑3型压电复合材料，由压电相、被动相以及结构相构成，压电相为压电材料柱阵列，结构相为位于压电材料柱之间的刚性材料框架，被动相为位于压电相和结构相之间的柔性聚合物；散热结构为与压电复合材料中的结构相相同的刚性材料框架；吸声背衬分布于散热结构中。本发明应用具有低损耗、耐高压特性的压电材料并结合1‑1‑3型压电复合结构设计了具有高频、高指向性、大功率、低损耗及散热快等特点的发射型换能器，能够实现在海洋环境下10m距离范围内通过声波的定向能量连续传输。
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