具有复杂结构的3D打印高性能压电陶,用于超声波阵列传感器.
Kun Zheng1, Yi Quan2, Weigang Ma3
1State Key Laboratory for Manufacturing Systems Engineering, School of Instrument Science and Technology, Xi'an Jiaotong University, Xi'an, 710049, China.
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
|November 10, 2025
概括
高性能3D打印压电陶实现了创纪录的压电系数 (d33) 1285 pC N-1. 这一突破使先进的超声波传感器具有增强的成像能力.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 增材制造 增材制造 增材制造
- 压电陶材料 - - 压电陶
背景情况:
- 3D打印在制造压电陶方面具有优势,但在微观结构,密度和电气性能方面存在局限性.
- 现有的方法难以处理复杂的几何形状,并且在实际设备应用中实现高性能.
研究的目的:
- 为具有复杂几何形状的高性能压电陶开发3D打印方法.
- 用这种方法演示使用这种方法制造先进的设备,特别是超声波传感器.
主要方法:
- 使用数字光处理 (DLP) 技术进行3D打印.
- 制造的-合--酸-酸 (Sm-PMN-PT) 压电陶.
- 设计和制造了一种超声波传感器环状阵列.
主要成果:
- 获得了1285 pC N-1的压电系数 (d33),这是3D打印压电陶中报告的最高值.
- 制造了一种具有60%带宽,952mV峰值到峰值电压和改进成像分辨率的超声波传感器.
- 展示了3D打印超声波传感器性能的新基准.
结论:
- 3D打印,特别是DLP,可以生产具有复杂结构的高性能压电陶.
- 开发的方法可以创建像超声波传感器这样的先进设备,克服传统制造的局限性.
- 这项工作突显了3D打印压电陶在苛刻的设备应用中的巨大潜力.
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