无铅压电陶瓷超声刀仿真与实验

本文采用BNT (钛酸铋钠)无铅压电陶瓷材料,设计出一种用于外科手术的超声刀换能器,并使用有限元软件对于PZT (锆钛酸铅)超声换能器和无铅压电陶瓷换能器进行模态仿真和谐响应分析,得出超声换能器工作时的最佳谐振频率以及各阶模态,获得最佳振幅并进行对比参照。进行无铅压电陶瓷超声刀换能器的设计,与有铅超声刀模拟仿真分析比较,得出超声换能器工作时的最佳谐振频率和最大位移振幅。同时对无铅压电陶瓷加工工艺和微观结构进行观察,并对无铅压电陶瓷换能器组装并测试装配预载荷对于谐振频率的影响,测试两种压电陶瓷材料换能器的性能,为无铅压电陶瓷超声刀的应用提供了进一步的发展和优化空间。