[发明专利]复合压电材料、自聚焦式复合压电薄膜、超声换能器及其制备方法

权利要求书

1.一种复合压电材料，其特征在于，该材料主要由有机压电相、无机压电相颗粒及掺杂相复合而成，所述的无机压电相颗粒为导电相@无机压电相异质结颗粒，所述掺杂相能与所述有机压电相中的极性原子形成氢键。

2.根据权利要求1所述的复合压电材料，其特征在于，通过原位光场还原法或电沉积法合成导电相@无机压电相异质结颗粒；所述掺杂相选自氧化石墨烯、羟基化或羧基化的单壁或多壁碳纳米管。

3.根据权利要求1所述的复合压电材料，其特征在于，所述有机压电相的质量百分比为40-60wt％，无机压电相颗粒的质量百分比为30-50wt％，掺杂相的质量百分比为1-20wt％。

4.一种权利要求1所述的复合压电材料的制备方法，其特征在于，包括：

将有机压电相溶解于有机分散溶剂中，再加入掺杂相，搅拌，使分散均匀，得到分散剂/掺杂相/有机压电相复合溶液；

向所述分散剂/掺杂相/有机压电相溶液中加入无机压电相颗粒，搅拌、超声分散，得到的掺杂相/有机压电相/导电相@无机压电相的复合压电材料前驱体溶液；

将所述复合压电材料前驱体溶液至固化后，得到复合压电材料。

5.一种自聚焦式复合压电薄膜，其特征在于，该薄膜的形状为小于二分之一的半球面，该薄膜的材质为权利要求1-3任一项所述的复合压电材料。

6.一种自聚焦式复合压电薄膜的制备方法，其特征在于，包括：

将有机压电相溶解于有机分散溶剂中，再加入掺杂相，搅拌，使分散均匀，得到分散剂/掺杂相/有机压电相复合溶液；

向所述分散剂/掺杂相/有机压电相溶液中加入无机压电相颗粒，搅拌、超声分散，得到的掺杂相/有机压电相/导电相@无机压电相的复合压电材料前驱体溶液；

将所述的复合压电材料前驱体溶液倒入半球型薄膜模具中，以成型为自聚焦式复合薄膜；将所述聚焦式压电薄膜进行梯度热处理，而后脱模，得到自聚焦式复合压电薄膜。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述半球型薄膜模具为一个类似于凹透镜的半球型盛具，间隔固定平行空隙，而后放置与之形状匹配的半球作为填充压制模具。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述梯度热处理包括：

在40-50℃下热处理5-8h；而后在65-75℃下热处理4-6h；而后在85-95℃下热处理3-5h；而后在100-120℃下热处理2-5h。

9.一种超声换能器，其特征在于，包括：

权利要求5所述的自聚焦式复合压电薄膜；

第一电极层，所述第一电极层分布在所述自聚焦式复合压电薄膜的内表面；及

第二电极层，所述第二电极层分布在所述自聚焦式复合压电薄膜的外表面。

10.一种超声换能器的制备方法，其特征在于，包括：

取权利要求5所述的自聚焦式复合压电薄膜，在所述自聚焦式复合压电薄膜内、外表面分别溅射第一电极层和第二电极层，而后进行极化，从分别从所述第一电极层和第二电极层引出极耳，得到自聚焦式的超声换能器。