一种金属/聚合物梯度声阻抗匹配层及其制备方法和应用

技术特征：
1.一种金属/聚合物梯度声阻抗匹配层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)首先将金属颗粒与热塑性聚合物颗粒混合均匀后，熔融密炼得到均匀、致密的混合物，将混合物压片得到一层声阻抗匹配层；所述金属颗粒为cu、w、ta、mo和re中的至少一种；所述混合物中，金属颗粒的质量百分比为10～98wt％；(2)按照步骤(1)所述的方法制备至少3层不同金属颗粒含量的声阻抗匹配层，然后按照金属颗粒含量从少到多的顺序至下而上叠放，最后进行热压成型，即制备得到所述金属/聚合物梯度声阻抗匹配层。2.根据权利要求1所述一种金属/聚合物梯度声阻抗匹配层的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述熔融密炼的温度为100～300℃，所述熔融密炼的时间为10～40min，所述熔融密炼的转速为10～50r/min。3.根据权利要求1～2任一项所述一种金属/聚合物梯度声阻抗匹配层的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述压片的方式为：称取混合物放在模具中，使用平板硫化仪加热软化后，热压成声阻抗匹配层，热压的时间为40～180min，热压的温度为100～300℃，热压的压力为5～30mpa。4.根据权利要求3所述一种金属/聚合物梯度声阻抗匹配层的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述热压的时间为60～120min，热压的温度为150～250℃，热压的压力为10～30mpa。5.根据权利要求1～2任一项所述一种金属/聚合物梯度声阻抗匹配层的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述热压成型的方式为：将各声阻抗复合层按设计的厚度和层数依次梯度排列，放置在模具中，使用平板硫化仪加热软化后，叠层一体化热压成具有声阻抗梯度渐变特性的梯度声阻抗匹配层；热压的时间为40～180min，热压的温度为100～300℃，热压的压力为5～20mpa。6.根据权利要求5所述一种金属/聚合物梯度声阻抗匹配层的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述热压的时间为60～120min，热压的温度为170～200℃，热压的压力为5～10mpa。7.根据权利要求3所述一种金属/聚合物梯度声阻抗匹配层的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述热塑性聚合物为聚甲基丙烯酸甲酯；步骤(1)所述金属颗粒的粒径为1～10μm，所述热塑性聚合物颗粒的粒径为1～5mm。8.根据权利要求4所述一种金属/聚合物梯度声阻抗匹配层的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述将金属颗粒与热塑性聚合物颗粒混合均匀的方式为：将金属颗粒和热塑性聚合物颗粒放入混料机中，以60～120r/min的速率混料1～3、h。9.权利要求1～8任一项所述一种金属/聚合物梯度声阻抗匹配层的制备方法制备得到的金属/聚合物梯度声阻抗匹配层。10.权利要求9所述金属/聚合物梯度声阻抗匹配层在制备超声换能器中的应用。

技术总结
本发明公开了一种金属/聚合物梯度声阻抗匹配层及其制备方法和应用。本产品的制备步骤是将金属颗粒与聚合物颗粒混合均匀后经过熔融共混密炼、热压得到各声阻抗复合层，将其按设计的厚度和层数依次梯度排列，放置到模具中进行梯度叠层一体化热压成型，得到金属颗粒填充聚合物基梯度声阻抗匹配层。本发明利用梯度熔融密炼与叠层一体化热压法制备的梯度声阻抗匹配层，厚度和内部声阻抗分布稳定、无粘接层、层间界面平整，且具有内部结构精准可控，工艺简单等优势。艺简单等优势。艺简单等优势。


技术研发人员：罗国强 程谱 张睿智 张昭国 熊雨叶 袁欢 孙一 张建 沈强 张联盟
受保护的技术使用者：武汉理工大学
技术研发日：2022.07.29
技术公布日：2022/11/11