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 声阻抗梯度材料的制备与性能测试 谭家隆，梁鹏飞，叶超* （大连理工大学材料科学与工程学院，辽宁 大连 116023） 5 10 15 20 25 30 35 摘要：本文通过对不同种类和不同颗粒尺寸的粉末进行粘结剂表面包覆、沉降、干燥、压制 和固化等处理工艺，制备声阻抗梯度材料。试样沿纵深逐层磨削剥离，用液浸超声端面反射 法测量其声阻抗值及其声阻抗分布曲线，辅以试样纵向剖面物相组织观察，评价其声阻抗分 布特性。论文还研究了树脂含量对试样声阻抗的影响规律，表明在以铁粉+铝粉为基体的试 样中，声阻抗值随树脂含量的增加而下降。 关键词：复合材料；声阻抗梯度材料；覆膜；沉降；酚醛树脂；端部反射法测声阻抗 中图分类号：TB333；TB34；TB553 Preparation and Property Testing of Acoustic Impedance Gradient Materials Tan Jialong, Liang Pengfei, Ye Chao (School of Materials Science and Engineering,Dalian University of Technology, LiaoNing DaLian 116023) Abstract: In this article, the different kinds and sizes powders go though treatment process which contains: coated by phenolic resin, settlement, dry and press to preparation acoustic impedance gradient materials. We measure acoustic impedance by echo of samples’ top face to build the acoustic impedance distribution curve in longitudinal when the samples are grinded layer by layer, and the observation of the samples’ profile structure is auxiliary added to evaluate the samples’ property. We also research how content of resin effect the acoustic impedance, and the result shows in the samples based by iron and aluminum powders, acoustic impedance declines with the resin content grows. Keywords: Composite Materials; Acoustic impedance gradient materials; Coated; settlement; Phenolic resin; Measure acoustic impedance by echo of face 0 引言 【1-2】 为超声检测探头的阻尼吸收层（背衬）而设计的一种功能材料。探头压电晶片在电脉冲激励 下同时向前、后辐射超声脉冲波，后向辐射的超声脉冲希望由阻尼吸收层迅速吸收耗散，否 则该振动脉冲反射后会与晶片的前向辐射脉冲叠加，导致前向辐射的脉冲展宽，显著降低超 声探头的特性。理想的探头压电晶片背衬材料应具备双重功能，既要有与压电晶片相同或相 近的声阻抗（阻抗匹配），又要有良好的阻尼吸收性能。传统材料对于上述两种性能很难兼 顾，需要专门设计制备一种表层声阻抗与压电晶片匹配，深层具有高衰减系数的梯度功能材 料，以提高压电晶片背衬的吸收效果。材料中声阻抗变化的连续性决定其实现功能的效果， 【3-7】 【8】  和将粉末颗粒与粘结剂湿混、 40 【9】 等工艺。前者的缺点是工艺难度大，后者的不 足是（1）粘结剂含量偏高且难以控制，（2）梯度效果不明显使制品声阻抗调节范围有限。 针对上述问题，本研究中采用在粉末颗粒表面预先包覆粘结剂，便于调节和控制粘结剂的添 加量。然后通过对包覆颗粒的沉降、压制和固化获得声阻抗梯度材料，其优点是可以通过调 作者简介：谭家隆，（1957-），男，副教授，主要研究方向：无损检测自动化。E-mail: jltan9857@126.com -1-  节粉末的密度和颗粒分布以及粘结剂的添加量等，来控制梯度材料的性能。 45 50  1 实验方法 1.1 实验材料 所