1 南京工业职业技术大学 航空工程学院, 江苏 南京 210023
2 南京大学 声学研究所, 近代声学教育部重点实验室, 江苏 南京 210093
3 东南大学成贤学院 基础部物理实验室, 江苏 南京 210088
该文介绍了一种基于空气耦合超声技术的材料杨氏模量评估方法。首先采用1-3型压电复合材料及双层匹配结构, 研制了高灵敏度的空气耦合超声换能器。在一发一收模式下, 该空气耦合超声换能器的插入损耗和-6 dB带宽分别为-23.9 dB和26.9%。其次搭建实验平台, 将空气耦合超声技术与静态拉伸法结合, 以评估铜线和银线杨氏模量。铜线和银线杨氏模量评估结果与对应的公认值范围一致。
空气耦合超声 杨氏模量 双匹配层 插入损耗 静态拉伸法 air-coupled ultrasonic Young’s modulus double-layer matching structure insertion loss static tensile method
1 南京大学 声学研究所, 近代声学教育部重点实验室, 江苏 南京 210093
2 北京航天微电科技有限公司, 北京 100089
3 中国电子科技集团公司第二十六研究所, 重庆 400060
4 南京工业职业技术大学 航空工程学院, 江苏 南京 210023
5 苏州科技大学 电子与信息工程学院, 江苏 苏州 215009
异质声层状结构(HAL)声表面波(SAW)谐振器的品质因数(Q)和阻抗比通过优化金属电极厚度得到了进一步提高。该文采用基于格林函数/有限元(FEM)/边界元(BEM)算法的多层结构SAW器件仿真软件建立了20°YX LT/40°Y90°X石英为基底, Cu作为金属电极的单端口HAL SAW谐振器模型。首先计算了位移场分布, 分析了HAL中传播的声波模式。随后计算了LiTaO3(LT)厚度hLT=0.1λ~0.2λ(λ为波长), Cu电极厚度hCu=0.04λ~0.1λ下器件的伯德(Bode)-Q、机电耦合系数K2和阻抗比, 研究了不同LT厚度下谐振器的Bode-Q、K2和阻抗比随电极厚度的变化。结果表明, 当hLT=0.1λ~0.2λ时, 最佳Cu电极厚度均为0.05λ, 理想LT厚度下Bode-Q和阻抗比分别高达3 000和98 dB。
异质声层状结构(HAL) 声表面波(SAW) 品质因数(Q) 高阻抗比 机电耦合系数 hetero acoustic layer(HAL) SAW Q factor high impedance ratio electromechanical coupling factor
