一种改进型1-3-2压电复合材料的研究

高质量的压电换能器需要具备较高的机电耦合系数和灵敏度。该文在传统型1-3-2压电复合材料的基础上提出了一种改进型1-3-2压电材料,提高了压电换能器的机电耦合系数和换能器的接收灵敏度。通过有限元仿真分析了不同间距对改进型1-3-2压电材料敏感元件的谐振频率、反谐振频率及机电耦合系数的影响,并与传统1-3-2型压电复合材料进行了对比。结果表明,与传统型1-3-2压电复合材料相比,在相同间距条件下,改进型压电材料的机电耦合系数约大0.03。制做的3种不同间距改进型压电材料表明,间距为1 mm的改进型压电材料的机电耦合系数较大,约为0.68。

基于PMNT陶瓷的1-3型压电复合材料软模板法制备及其超声换能器研究

医用高频超声换能器广泛应用于人体及生物组织的精细结构成像。1-3型压电复合材料因具有较高的机电耦合系数和较低的声阻抗而成为高频超声换能器的核心材料。基于有限元计算和软模板法设计制备了高性能Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_(3)-PbTiO_(3)陶瓷/环氧树脂压电复合材料,并对材料进行了系统的电学性能测试。结果显示该1-3型压电复合材料具有优异的声学综合性能,其厚度伸缩模式机电耦合系数k t达到70.1%,其声阻抗Z a达19.05 MRayl。利用该材料制备了高频超声换能器,其-6 dB带宽达85%,插入损耗为17.7 dB。结果表明使用软模板法制备的压电复合材料具有适合于超声成像的优异的综合性能,有望促进高频超声换能器的商业化应用。

改性1-3型压电复合材料理论模型与仿真

针对高机电耦合系数和曲面换能器的应用需求,该文提出一种由压电陶瓷、环氧树脂和硅橡胶三相复合的改进1-3型压电复合材料,基于Newnhams串、并联分析对复合材料的理论模型进行了推导,并利用Matlab进行了数值计算,分析了改性1-3型复合材料的结构参数对厚度机电耦合系数、等效密度和厚度频率常数的影响。结果表明,陶瓷-环氧复合相的体积分数为0.2~0.5,陶瓷-环氧复合相中的压电陶瓷体积分数为0.6~0.7时,改性1-3型压电复合材料的性能参数较好;利用ANSYS软件对复合材料进行了有限元仿真,将仿真结果与理论计算进行了对比,二者具有较好的一致性,验证了理论模型评估材料性能的准确性。

基于软模法制备1-3型压电复合材料及高频医用超声换能器

高频医用超声成像技术因其高空间分辨率而被广泛应用于人体组织的精细结构观察,其中高频超声换能器的核心材料是1-3型压电复合材料。采用软模板法直接烧结了锆钛酸铅(PZT)压电微柱阵列,进而制备PZT/环氧1-3型压电复合材料,并对其进行了微观结构观察和电学性能表征。材料微观结构完整,机电耦合系数达到0.64。采用此复合材料制备了中心频率为20 MHz的高频超声换能器。采用脉冲回波法对换能器进行了性能和声场测试,并利用其对人体皮肤进行了超声成像,换能器的插入损耗、带宽分别为13.1 dB和84.2%。结果表明,软模法制备的1-3型压电复合材料能使高频超声换能器兼具低插入损耗和大带宽,这为高性能高频医用超声换能器提供了一种低成本、高效率的商业化制备方法。

1-3型球形压电陶瓷复合材料换能器设计

利用有限元软件仿真设计了一种1-3型球形压电陶瓷复合材料换能器。采用切割-灌注-成型的方法,制备了1-3型球形压电陶瓷复合材料。利用研制的1-3型球形压电陶瓷复合材料制作球形换能器,并进行性能测试。结果表明,换能器的最大发射电压响应可达156 dB,-3 dB波束角可达44°,可实现高频宽波束发射。

超快激光制备高频1-3型PIN-PMN-PT复合材料超声换能器

与其他压电材料相比,1-3型压电单晶复合材料具有优异的压电性能和更匹配的声学特性,更有利于制备出性能优异的超声换能器。该文通过有限元软件COMSOL对复合材料的振动模态及阻抗特性进行了系统的研究,同时采用皮秒激光制备了高频1-3型Pb(In_(1/2)Nb_(1/2))O_(3)-Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_(3)-PbTiO_(3)(PIN-PMN-PT)铁电单晶/环氧树脂复合材料,并进行了性能表征。该1-3复合材料机电耦合系数为0.65,声阻抗为19.96 MRayls。该复合材料可用于制备高频超声换能器,结果表明,换能器中心频率为17.68 MHz,-6 dB带宽为84.38%,插入损耗为-25.4 dB。

超声造影联合血清Ficolin-3,FOXM1对2型糖尿病下肢动脉病变的诊断价值分析

目的超声造影联合血清纤维胶凝蛋白-3(Ficolin-3)、叉头框蛋白M1(FOXM1)对2型糖尿病(T2DM)下肢动脉病变的诊断价值分析。方法选取2022年2月至2023年2月我院收治的T2DM患者114例,以下肢动脉血管造影检查为金标准,将患者分为下肢动脉病变组23例(病变组)和无下肢动脉病变组91例(T2DM组),另选取同期于本院进行体检的健康志愿者91例为对照组。对患者及健康志愿者进行血清Ficolin-3、FOXM1及超声造影检查;ROC曲线分析血清Ficolin-3、FOXM1对T2DM下肢动脉病变的诊断价值;采用四格表法分析血清Ficolin-3、FOXM1、超声造影及3项联合对T2DM下肢动脉病变的诊断价值。结果病变组、T2DM组血清Ficolin-3水平显著高于对照组,且病变组血清Ficolin-3水平显著高于T2DM组(均P<0.05);病变组、T2DM组血清FOXM1水平显著低于对照组,且病变组血清FOXM1水平显著低于T2DM组(均P<0.05);血清Ficolin-3诊断T2DM下肢动脉病变的曲线下面积为0.868,敏感度为86.96%,特异度为75.82%,最佳截断值为35.12μg/ml;血清FOXM1诊断T2DM下肢动脉病变的曲线下面积为0.854,敏感度为82.61%,特异度为78.02%,最佳截断值为0.57;血清Ficolin-3、FOXM1检查结果与金标准均具有中度一致性(Kappa=0.480、0.481,均P<0.001);超声造影检查结果显示,T2DM下肢动脉病变的阳性检出率为73.91%,与金标准具有较高一致性(Kappa=0.631,P<0.001);3项联合检测的敏感度、漏诊率均显著优于超声造影单独诊断,准确度显著优于Ficolin-3、FOXM1单独诊断,差异均有统计学意义(均P<0.05)。结论血清Ficolin-3、FOXM1联合超声造影检查在T2DM下肢动脉病变诊断中的应用价值较高,进一步提升了诊断的敏感度、准确度,减少了误诊率。

2型糖尿病下肢血管病变患者介入治疗后血清NLRP3及sVCAM-1水平对再狭窄的意义

目的探讨2型糖尿病下肢血管病变患者介入治疗后血清NOD样受体蛋白3(NLRP3)及可溶性血管细胞黏附分子-1(sVCAM-1)水平对再狭窄的意义。方法回顾性分析2022年1月~2023年1月于河北省邯郸市中心医院血管介入科104例成功行血管介入治疗的2型糖尿病下肢血管病变患者的临床资料。根据介入后再狭窄发生情况分为再狭窄组(n=20)和无再狭窄组(n=84),比较两组患者一般资料及介入后24 h血清NLRP3、sVCAM-1水平,采用多因素Logistic回归模型分析再狭窄发生的影响因素;创建受试者工作特征(ROC)曲线,分析血清NLRP3、sVCAM-1检测对再狭窄的预测价值。结果与无再狭窄组相比,再狭窄组患者2型糖尿病病程、下肢动脉病变长度更长,Fontaine分期Ⅳ期占比、下肢动脉完全闭塞占比及血清糖化血红蛋白(HbA1c)、超敏C反应蛋白(hs-CRP)、NLRP3、sVCAM-1水平更高(P<0.05);多因素Logistic回归分析显示,下肢动脉完全闭塞、下肢动脉病变长度、HbA1c、NLRP3及sVCAM-1是2型糖尿病下肢血管病变患者介入后再狭窄发生的影响因素(P<0.05);ROC曲线显示,血清NLRP3、sVCAM-1联合检测对2型糖尿病下肢血管病变患者介入后再狭窄发生的预测价值较高,敏感度为95.00%,特异度为71.43%,ROC曲线下面积为0.929。结论血清NLRP3、sVCAM-1水平高表达均是2型糖尿病下肢血管病变患者介入治疗后再狭窄发生的危险因素,二者联合检测能提高2型糖尿病下肢血管病变患者介入治疗后再狭窄预测的准确性。

1-3-2压电复合材料机电理论分析和频率仿真

该文研究了1-3-2压电复合材料的厚度振动谐振频率与尺寸的关系。应用压电学和弹性动力学理论建立了机电等效图,对1-3-2压电复合材料的厚度振动模态进行了机电理论分析,并对其谐振频率进行了计算。利用有限元仿真软件分析了在厚度振动模态下,1-3-2压电复合材料谐振频率、反谐振频率与尺寸变化的关系。结果表明,纵向尺寸比变大时,频率曲线呈下降趋势;横向尺寸比变大时,频率曲线呈上升趋势;横纵尺寸比变大时,频率曲线呈缓慢下降趋势;基底厚度变大时,频率曲线呈先减小后增大趋势。4种情况中,纵向尺寸比对于整体的谐振和反谐振频率影响最显著。

基于1-3压电复合材料宽带超声换能器研究

电声转换效率与换能器带宽是评价聚焦超声换能器性能的重要指标。传统压电陶瓷制备的聚焦超声换能器,其电声转换效率与换能器带宽偏低。该文采用实验结合仿真模拟的方式,通过研究1-3压电复合材料中压电相的体积比、环氧相改性、调控匹配层阻抗与匹配层厚度对换能器性能的影响,开发了一种基于1-3压电复合材料的聚焦超声换能器,实现了82.3%的电声转换效率与140 kHz的换能器带宽。结果表明,与同等规格的传统压电陶瓷聚焦超声换能器相比,该超声换能器的两项指标分别提升了105%与250%,这为大功率聚焦超声换能器的设计开发提供了参考与指导。

1-3型水泥基压电复合材料的制备及性能

采用切割-浇注法,以硫铝酸盐水泥为基体,制备了1-3型水泥基压电复合材料。详细阐述了1-3型水泥基压电复合材料的制备过程;研究了0.375Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.375PbTiO3-0.25PbZrO3压电陶瓷柱的宽厚比w/t对1-3型水泥基压电复合材料的压电性能、介电性能和声阻抗的影响。结果表明:压电陶瓷柱的宽厚比w/t对1-3型水泥基压电复合材料性能有很大影响,随着w/t的增加,其压电应变常数d33、机电耦合系数Kp与Kt、机械品质因数Qm、介电常数rε和介电损耗tanδ均随着w/t的增加而减小,而压电电压常数g33值几乎不受w/t的影响。在压电陶瓷体积分数仅为22.72%的条件下,调节压电陶瓷柱的宽厚比w/t至0.130,可使复合材料的声阻抗与混凝土的声阻抗十分接近,从而有效地解决了智能材料在土木工程中的声阻抗相容性问题。

滋肾益气消瘀汤联合西药对老年气阴两虚兼血瘀型糖尿病肾病病人Galectin-3、Nesfatin-1水平的影响

目的:探讨滋肾益气消瘀汤联合西药治疗对老年气阴两虚兼血瘀型糖尿病肾病病人血清半乳糖凝集素-3(Galectin-3)、摄食抑制因子-1(Nesfatin-1)水平的影响。方法:选取2020年1月-2021年12月商丘市中医院收治的68例气阴两虚兼血瘀型糖尿病肾病病人,采用随机数字表法分为对照组和观察组,各34例,对照组采用常规西药治疗,观察组在对照组基础上加用滋肾益气消瘀汤治疗。比较两组血清Galectin-3、Nesfatin-1、血肌酐(Scr)、尿蛋白排泄率(UAER)、尿微量白蛋白(mAlb)、中医证候积分和不良反应发生率。结果:治疗后,观察组血清Galectin-3水平低于对照组,血清Nesfatin-1水平高于对照组,Scr、UAER、mAlb水平低于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05);观察组治疗后中医证候各项积分低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);观察组病人不良反应发生率低于对照组,但差异无统计学意义(P>0.05)。结论:滋肾益气消瘀汤联合西药能够改善老年气阴两虚兼血瘀型糖尿病肾病病人血清Galectin-3、Nesfatin-1水平、肾功能指标,且能够有效缓解病人症状,降低不良反应发生率。

电针对负透镜诱导型近视豚鼠视网膜中MMP-3和TIMP-3及Col3α1表达的影响

目的:探讨电针对负透镜诱导型近视豚鼠视网膜中基质金属蛋白酶(MMP)-3、金属蛋白酶组织抑制剂(TIMP)-3和III型胶原α1(Col3α1)表达的影响。方法:将80只豚鼠随机分为正常对照组、负透镜诱导型近视组、电针干预组和假穴组,每组20只。正常对照组不做任何干预,负透镜诱导型近视组、电针干预组和假穴组,右眼均配戴-6.0 D透镜,左眼不戴镜。戴镜同时电针干预组在合谷穴与太阳穴给予电针刺激,假穴组豚鼠在假穴位进行干预。造模前,造模2、4 wk检影验光检测屈光度,A超检测眼轴长度,HE染色观察视网膜组织结构变化,定量聚合酶链反应(Q-PCR)和蛋白免疫印迹(WB)检测视网膜中MMP-3、TIMP-3、Col3α1 mRNA和蛋白表达的情况。结果:造模2、4 wk,负透镜诱导型近视组与正常对照组相比眼轴长度均明显增加(均P<0.05),屈光度均明显降低(均P<0.05);与负透镜诱导型近视组相比,电针干预组干预后眼轴长度均减少(均P<0.05),屈光度均增加(均P<0.05)。HE染色显示,正常对照组豚鼠视网膜组织各层分界明显,排列规则;负透镜诱导型近视组视网膜厚度、内外核层厚度及细胞数量减少,排列不规则;电针干预组视网膜整体结构较为完善,排列较规则,组织各层形态结构未出现明显异常。Q-PCR和WB检测结果显示,负透镜诱导型近视组视网膜中MMP-3、TIMP-3和Col3α1 mRNA及蛋白表达均比正常对照组明显升高(均P<0.05);而电针干预组干预后视网膜中MMP-3、TIMP-3和Col3α1mRNA及蛋白表达均较负透镜诱导型近视组明显降低(均P<0.05)。结论:电针能够延缓负透镜诱导型近视豚鼠眼轴增长,下调负透镜诱导型近视豚鼠视网膜中的MMP-3、TIMP-3及Col3α1 mRNA及蛋白表达。

基于类1-3-2型压电复合材料高频水声相控阵换能器研究

对基于类1-3-2型压电复合材料的高频相控阵换能器进行了理论分析和实验研究。通过切割与填充去耦材料制作类1-3-2型压电复合材料,并对类1-3-2型压电复合材料的基元进行布阵,在二维方向上形成4个子阵。通过对子阵适当相移,抑制主瓣和保留栅瓣,在空间上形成所需的发射与接收波束。实现了通过一个多元平面阵列形成4个所需的指向性波束,测速时避免了声学补偿。与传统使用4个活塞型收发换能器形成指向性波束的方法相比,相控阵换能器的几何尺寸显著减小。研究结果表明,基于类1-3-2型压电复合材料高频水声相控阵换能器具有高发射响应,宽频带,波束一致性好,结构紧凑,制作工艺简单可靠等优点。

1-2-3型摩擦制动复合材料的研究

针对近年来摩擦制动材料的发展要求 ,选用 2维的片状蛭石与 1维的 Kevlar纤维混杂作为增强体 ,在配方及工艺研究的基础上 ,成功地研制出 1 - 2 - 3型复合增强摩擦材料。其性能及机理研究表明 :此摩擦材料力学性能高 ,摩擦性能稳定 ,特别是高温磨损小 ,是一种具有广阔发展前景的摩擦制动材料。

1-3型水泥基压电复合材料传感器的性能

以1-3型水泥基压电复合材料作为传感元件制备了水泥基压电复合材料传感器。研究了水泥基压电复合材料传感器的频率响应、线性性能以及应用于混凝土后的传感性能。结果表明:当加载频率小于5 Hz时,所有载荷下传感器输出电压的幅值均增大,但当加载频率大于5 Hz时,所有载荷下传感器输出电压的幅值几乎与输入载荷频率无关;传感器的输出电压幅值和输入载荷幅值之间存在明显的线性关系。水泥基压电传感器在实际混凝土结构中具有良好的传感特性,其输出电压与复杂载荷、随机载荷和脉冲载荷均呈现明显的一一对应关系,且与输入载荷基本同步,不存在滞后现象,试验输出电压值与理论输出电压值也非常吻合。该传感器非常适合于土木工程结构的健康监测。

1-3-2型弧形压电陶瓷复合材料与换能器研究

分析了1-3-2型弧形压电陶瓷复合材料的压电特性与声学特性,给出了相关参数的计算表达式.采用切割弧形压电陶瓷并填充有机物的方法,制作了1-3-2型弧形压电陶瓷复合材料,并进行了性能参数测试.利用研制的1-3-2型弧形压电陶瓷复合材料制作了水声换能器并在标准消声水池中对电性能指标进行了测试.结果表明:弧形1-3-2型压电复合材料及其换能器件,在工作频带内具有模态单一,不易发生变形,高频时可实现宽波束发射以及制作工艺简单等优点.

1-3型压电复合材料及其研究进展

１－３型压电智能复合材料是由一维连通的压电相平行排列于三维连通的聚合物中而形成的两相压电复合材料．简述了１－３型压电智能复合材料形成及其材料结构构成变化的发展历程，并从理论分析、参数辨识、数值计算和试验方法四方面阐述了宏观等效特征参数的研究状况．在此基础上对现有的制备工艺技术的优缺点进行了比较，对声学、医学、控制、航空航天等已应用和可能应用的领域的现状和发展趋势进行了回顾和展望，最后建议了１－３型压电智能复合材料今后几个较为重要的研究方向．

1-3-2型压电复合材料的研制

基于Newnham复合材料串、并联理论,推导了计算1-3-2型压电复合材料的介电常数和压电常数的公式。经反复试验,研制了两批1-3-2型压电复合材料样品。测试结果表明,1-3-2型压电复合材料性能参数的理论计算值与实测结果相符。

1-3型压电复合材料

1－3型压电复合材料是目前研究和应用得比较广泛的一种压电材料．本文简述了这种压电复合材料的理论模型、制作方法和实验结果；指出除了圆形PZT压电材料所具有的径向模和厚度模以外，1－3型压电复合材料还具有横向结构模．本文介绍了这种压电复合材料的特点，如低声阻抗、低介电常数、高静水压压电常数以及PZT相分布的可控制性等．这些特点有利于改善压电复合材料换能器的时间响应和空间响应．