[发明专利]超声换能器叠层的匹配层、超声换能器叠层及用于产生超声换能器叠层的匹配层的方法

权利要求书

1.一种超声换能器叠层的匹配层，所述超声换能器叠层具有多个层，所述匹配层包括：

一种基体材料，所述基体材料载有多个第一重粒子和多个第二轻粒子，其中所述轻粒子的密度介于包括所述基体材料和所述重粒子的混合物的期望密度的约100%到200%之间。

2.根据权利要求1所述的匹配层，其中该匹配层是1／4声学波长匹配层。

3.根据权利要求2所述的匹配层，其中该匹配层中的声速为1500米/秒到4500米/秒。

4.根据权利要求3所述的匹配层，其中该匹配层中的声速为1800米/秒到2500米/秒。

5.根据权利要求1所述的匹配层，其中该第一重粒子包括选自钨粒子、PZT粒子及其混合物的粒子，且其中该第二轻粒子包括选自碳化硅粒子、氧化铝粒子及其混合物的粒子。

6.根据权利要求1所述的匹配层，其中该第一重粒子包括具有至少10.0克每立方厘米的质量密度的粒子，且其中该第二轻粒子包括具有小于4.0克每立方厘米的质量密度的粒子。

7.根据权利要求1所述的匹配层，其中该第二轻粒子具有小于或等于4.0克每立方厘米的质量密度。

8.根据权利要求1所述的匹配层，其中该第二轻粒子具有2.5克每立方厘米到4.0克每立方厘米的质量密度。

9.根据权利要求1所述的匹配层，其中该第一重粒子具有大于或等于10.0克每立方厘米的质量密度。

10.根据权利要求1所述的匹配层，其中该第一重粒子具有大于或等于4.0克每立方厘米的质量密度。

11.根据权利要求1所述的匹配层，其中该第一重粒子和该第二轻粒子具有小于该匹配层的厚度的最大伸长尺寸。

12.根据权利要求1所述的匹配层，其中该基体材料是一种聚合物。

13.根据权利要求12所述的匹配层，其中该聚合物是环氧材料。

14.根据权利要求1所述的匹配层，其中该第一重粒子和该第二轻粒子在体积上组成该匹配层的至少11%。

15.根据权利要求14所述的匹配层，其中该第一重粒子和该第二轻粒子在体积上组成该匹配层的11%到20%。

16.根据权利要求14所述的匹配层，其中该第一重粒子在体积上组成该匹配层的5.5%；且其中该第二轻粒子在体积上组成该匹配层的5.5%；并且其中该第一重粒子和该第二轻粒子是纳米尺寸粒子。

17.根据权利要求16所述的匹配层，其中该第一重粒子选自钨粒子、PZT粒子及其混合物，而该第二轻粒子选自碳化硅粒子、氧化铝粒子及其混合物。

18.根据权利要求1所述的匹配层，其中该第一重粒子和该第二轻粒子在尺寸上均小于1微米。

19.根据权利要求1所述的匹配层，其中该匹配层的声学阻抗为3.5兆瑞利到6.0兆瑞利。

20.根据权利要求19所述的匹配层，其中该匹配层的声学阻抗是4.5兆瑞利。

21.根据权利要求1所述的匹配层，其中该匹配层的厚度为4.0微米到30.0微米。

22.根据权利要求1所述的匹配层，其中所述第二轻粒子的密度是载有所述第一重粒子的基体材料的密度的100%到200%。

23.一种超声换能器叠层，包括：

多个层，每个层均具有一个顶面和一个相对的底面，其中该多个层包括：

一个压电层;和

一个第一匹配层，该第一匹配层包括一种载有多个重粒子和多个轻粒子的基体材料，其中该第一匹配层的底面覆于该压电层的顶面之上，并且其中所述轻粒子的密度介于包括所述基体材料和所述重粒子的混合物的期望密度的约100%到200%之间。

24.根据权利要求23所述的超声换能器叠层，其中该压电层被配置为在至少20兆赫MHz的中心频率下生成超声，以便传输通过该第一匹配层。