[发明专利]一种基于压电复合薄膜的双频集成超声换能器

权利要求书

1.一种基于压电复合薄膜的双频集成超声换能器，其特征在于，包括0-0-3型压电复合薄膜层、超高频压电薄膜层和金属电极层。其中，两种压电薄膜层对应中心频率不同的两种超声换能器层。存在一个金属电极层为两种压电薄膜层共用的。

2.如权利要求1所述基于压电复合薄膜的双频集成超声换能器，其特征在于，所述超高频压电薄膜层为AlN压电薄膜层或ZnO压电薄膜层。

3.如权利要求1所述基于压电复合薄膜的双频集成超声换能器，其特征在于，所述超高频压电薄膜层采用磁控溅射法制备。所述0-0-3型压电复合薄膜层的成型方法为流延法或匀胶旋涂法。

4.如权利要求1所述基于压电复合薄膜的双频集成超声换能器，其特征在于，所述金属电极层可为单层金属或多层金属，各层金属独立地选自金、铂、铜、钛等。

5.如权利要求1所述基于压电复合薄膜的双频集成超声换能器，其特征在于，为多层结构，自上而下为上金属电极层、0-0-3型压电复合薄膜层、中间金属电极层、超高频压电薄膜层、下金属电极层。0-0-3型压电复合薄膜层和超高频压电薄膜层共用中间金属电极层。

6.如权利要求1所述基于压电复合薄膜的双频集成超声换能器，其特征在于，所述0-0-3型压电复合薄膜层包括压电聚合物、非聚合物类压电材料、MXene二维材料；其中，非聚合物类压电材料为压电陶瓷或压电单晶。具体地，通过以0维的方式在压电聚合物中添加了非聚合物类压电材料，又以0维的方式加入了MXene二维材料作为第三相，形成MXene/压电聚合物/非聚合物类压电材料的复合压电材料，作为0-0-3型压电复合薄膜层。

7.如权利要求6所述基于压电复合薄膜的双频集成超声换能器，其特征在于，所述压电聚合物为PVDF或PVDF基聚合物。

8.如权利要求7所述基于压电复合薄膜的双频集成超声换能器，其特征在于，所述PVDF基聚合物为P(VDF-TrFE)、PVDF-HFP、P(VDF-CTFE)或P(VDF-TrFE-CTFE)。

9.如权利要求6所述基于压电复合薄膜的双频集成超声换能器，其特征在于，所述压电单晶为PMN-PT、PMN、PZN-PT、LiNbO3、LiTaO₃等。所述压电陶瓷为PZN等。

10.如权利要求6所述基于压电复合薄膜的双频集成超声换能器，其特征在于，所述MXene二维材料为Ti₃C₂、Ti₂C、Ta₃CN或Ti₃CN等。