[发明专利]一种制作高阻抗背衬材料的方法

说明书

技术领域

本发明属于材料制备领域，特别涉及一种制作高阻抗背衬材料的方法。

背景技术

用于工业超声检测的超声探头的背衬材料需要有足够的声学衰减性能，吸收压电陶瓷片背向发射的声波。如果声衰减性能不足，会产生背向杂波影响检测；为提高声束纵向分辨率，需要采用宽频带、窄脉冲超声探头。

获得窄脉冲探头最有效的办法就是在压电元件背面附加高阻抗、高衰减的背衬材料，利用其阻尼作用使晶片的谐振过程尽快终止。使用高阻抗背衬，其阻尼作用大，超声探头发射信号的脉冲短、频带宽，分辨率高，材料的声阻抗率的值为材料密度和声速的乘积，声阻抗率和材料密度成正比，在声速没有明显变化时，提高重质材料的填充量，即提高材料的密度，就可提高声阻抗率。

目前一般背衬材料由液态环氧树脂混合钨粉后固化而成，为制作高声阻抗率的重背衬材料，必须设法提高钨粉在环氧中的填充量，制作成高密度的材料。还存在着以下缺陷：

1）料的性能并不均匀，要切取材料的下端用于制作背衬；

2）随着钨粉在环氧体系中比例的增加，声衰减性能呈下降的趋势，材料的声衰减性能差，无法达到实用的要求；

3）材料体系不均匀，结合力差，引起声衰减性能下降。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种制作高阻抗背衬材料的方法，该方法具有性能均匀，可以使用全部材料，在环氧环境中都能正常使用，材料体系均匀，结合力好，使得新材料同时具有高声阻抗率、高声衰减的性能。

实现本发明目的的技术方案是：

一种制作高阻抗背衬材料的方法，包括如下步骤：

1）制作热塑性聚氨酯树脂混合溶液，

2）制作胶体溶液，

3）制作钨粉复合颗粒

4）制作背称材料

通过上述步骤就可以获得，高阻抗背衬材料。

步骤1）中，将占背衬材料总体积的30%左右的热塑性聚氨酯树脂投入于一定体积的四氢呋喃有机溶剂中；将混合物放置于恒温箱内，温度设定为35-45℃，放置时间为24小时以上，使聚氨酯完全溶解于四氢呋喃中；

步骤2）中，把占背衬材料总体积的70%左右的粒度5um钨粉，投入步骤1）中得到的混合溶液中，并充分搅拌混合溶液至呈粘稠状胶体溶液；

步骤3）中，步骤2）中获得的胶体溶液，置于60℃～70℃的热板上加热并使用搅拌机，匀速搅拌，转速低于每分钟300转，四氢呋喃完全挥发后，溶液中的聚氨酯均匀地沉积并固化在每颗钨粉颗粒表面上，形成包裹聚氨酯膜层的钨粉复合颗粒，烘干颗粒并过筛。

步骤4）中，称取适量的步骤3）中获得的复合颗粒，将其装入的背衬模具中，在热压成型机上成型，温度保持在110℃，压力为2MPa～4MPa，时间为20s，保持压力，停止加热，将模具自然冷却到室温，把成型的材料退出模具，即获得所需要的背衬材料。

有益效果

本发明提供了一种制作高阻抗背衬材料的方法，该方法具有性能均匀，可以使用全部材料，在环氧环境中都能正常使用，材料体系均匀，结合力好，使得新材料同时具有高声阻抗率、高声衰减的性能，制得的高阻抗材料，声衰减性能有了明显的增强，而且材料的结合力佳，钨粉与树脂之间分布均匀，保证热压成型后背衬材料内部各个钨粉颗粒之间的结合力足够强，有效提高钨粉的体积百分比，使钨粉的体积百分比由原来最高的50%左右提高到80%以上，明显提高了背衬材料的密度，使得声波在树脂和钨粉界面上传播时的震动弛豫和吸声的效应得到充分发挥，这也保证了高阻抗材料的声衰减性能，使利用该背衬材料制成的超声探头的背向杂波微弱，不会干扰正常的检测信号。

具体实施例

下面对本发明内容作进一步的阐述，但不是对本发明的限定。

实施例

一种制作高阻抗背衬材料的方法，包括如下步骤：

1）制作热塑性聚氨酯树脂混合溶液，

2）制作胶体溶液，

3）制作钨粉复合颗粒

4）制作背称材料

通过上述步骤就可以获得，高阻抗背衬材料。

步骤1）中，将占背衬材料总体积的30%左右的热塑性聚氨酯树脂投入于一定体积的四氢呋喃有机溶剂中；将混合物放置于恒温箱内，温度设定为35-45℃，放置时间为24小时以上，使聚氨酯完全溶解于四氢呋喃中；

步骤2）中，把占背衬材料总体积的70%左右的粒度5um钨粉，投入步骤1）中得到的混合溶液中，并充分搅拌混合溶液至呈粘稠状胶体溶液；