应用于高温条件下的新型压电复合材料超声换能器研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    11274336
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    80.0万
  • 负责人：
    吴正斌
  • 依托单位：
    中国科学院深圳先进技术研究院
  • 学科分类：
    A2306.声材料、换能器和测量
  • 结题年份：
    2016
  • 批准年份：
    2012
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2013-01-01 至2016-12-31

项目摘要

This project is to research on high performance ferroelectric single crystal/polymer composite ultrasonic transducers for high temperature applications. Starting from accurate characterization and analysis of piezoelectric materials, the acoustic and electrical characteristics of ferroelectric single crystal/polymer composite ultrasonic transducers under high temperature conditions will be studied with theoretical analysis and practical testing, based upon the variation and mechanism of piezoelectric material properties with elevated temperature. Four aspects are especially to be focused on in this project. Firstly, accurate characterization method of piezoelectric materials based on double objective function optimization with fast iteration computing is to be investigated. Sencondly, effects of high temperature on piezoelectric composite ultrasonic transducers will be studied. Thirdly, research is to be carried out on effects of self-heating on piezoelectric composite ultrasonic transducers. And finally, design optimization of ferroelectric single crystal/polymer composite ultrasonic transducers for high temperature applications is to be summarized. The achievement of this project will offer the theoretical foundation and technical support to design optimization of high temperature ultrasonic transducers, improvement of their efficiency and frequency response, and their applications in the areas of industry nondestructive testing, underwater sonar, biomedical, and industry process.
本项目将开展应用于高温条件下基于新型铁电单晶/聚合物复合材料高性能超声换能器的研究。通过理论分析和实际测试，本项目将从压电材料特性精确表征和分析入手，以研究压电材料在高温条件下特性的变化及其机理为基础，进而开展采用铁电单晶/聚合物复合材料超声换能器在高温条件下的声学和电学特性研究。本项目将重点开展基于双目标函数全局优化快速迭代算法的新型压电材料参数精确表征方法研究；高温环境对压电复合材料超声换能器特性影响的研究；大功率条件下自发热对于压电复合材料超声换能器特性影响的研究；以及铁电单晶/聚合物复合材料换能器的高温特性优化设计方法研究。本项目的研究成果将为优化高性能高温超声换能器设计，提高超声换能器的工作效率和频率响应等特性，拓展在工业无损检测、水下声纳、生物医学以及工业处理等领域的应用，提供理论基础和技术支持。

结项摘要

本项目开展了应用于高温条件下基于新型铁电单晶/聚合物复合材料高性能超声换能器的研究。通过采用基于模拟退火优化算法的压电材料精确表征方法，计算铁电单晶及其复合材料在不同温度下的参数变化，并且将计算结果与商业软件PRAP的计算结果进行比较分析和研究，同时研究了在广泛频率内双层换能器的电气和声学特性。基于KLM等效电路理论与复合压电常数，建立了具有双反向极化的铌镁酸铅陶瓷层的换能器的理论模型。通过对材料电阻抗共振特性的拟合，获得压电单晶复合材料的常数，包括与频率有关的材料损耗特性常数等。项目还研究了温度对铁电单晶复合材料性能影响，通过制备1-3型复合材料，分析了升温过程中复合材料的参数（介电、弹性、压电、损耗特性）变化情况与温度对复合材料参数的影响机理。本项目的成果为优化高性能高温超声换能器设计，提高超声换能器的工作效率和频率响应等特性，拓展在工业无损检测、水下声纳、生物医学以及工业处理等领域的应用，提供了理论基础和技术支持。

项目成果

期刊论文数量（3）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
较宽频率范围内使用双反向极化PMN-PT层超声换能器的理论与实验研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    IEEE Transactions on Industrial Electronics
  • 影响因子：
    7.7
  • 作者：
    Kui Xi;Banlan Zhu;Hairong Zheng;Yuegang Tan
  • 通讯作者：
    Yuegang Tan
高温下PMN-PT压电单晶和PMN-PT 1-3复合材料基于电阻抗共振分析的特性
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    ULTRASONICS
  • 影响因子：
    4.2
  • 作者：
    Zhengbin Wu;Kui Xi
  • 通讯作者：
    Kui Xi
1-3型压电复合材料的制备与高温特性研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    功能材料与器件学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    韩精兵;吴正斌;谭跃刚
  • 通讯作者：
    谭跃刚

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其他文献

一种新型的压电材料参数的精确表征方法
  • DOI：
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  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    功能材料与器件学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    吴正斌;胡泓;王君君;徐国卿;董洋洋;吕延平;吴波
  • 通讯作者：
    吴波
基于KLT多视图特征跟踪的物体三维重建
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    合肥工业大学学报(自然科学版)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    吴正斌;彭业萍;曹广忠;曹树鹏
  • 通讯作者：
    曹树鹏
锂空气电池介孔La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(0.8)Fe_(0.2)O_3催化剂的合成与表征
  • DOI：
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  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    材料导报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    徐亚威;李娟;张哲鸣;吴正斌;谢淑红
  • 通讯作者：
    谢淑红

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新型宽频带超声换能器的机理与材料结构优化研究
  • 批准号：
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  • 项目类别：
    青年科学基金项目

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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