High frequency piezo-composite transducer with hexagonal pillars
Notice bibliographique
Résumé
Developing a high-frequency piezo-composite material is a challenge due to the extremely small pillar dimensions. The high frequency composites made by conventional dicing saw techniques will most likely have a low ceramic volume fraction and a large pillar width to height aspect ratio, because of the limitation of making narrow kerfs and small pitches. Large aspect ratio pillars in a low ceramic volume ratio composite will cause a dramatically decrease of both electromechanical coupling and effective velocity. In this work, we investigated a new composite geometry with hexagonal pillars. The performances of the composites have been simulated by using a finite element analysis tool (PZFlex). The simulation results show that the composites with hexagonal pillars provide a significant improvement of performance over the composites with other pillar shapes, at a low volume ratio and high aspect ratio. A hexagonal pillar composite, with a volume ratio of 0.32 and an aspect ratio of 0.9, can maintain an effective electromechanical coupling coefficient of 0.6 with a drop in effective velocity of 20 percent, while secondary pulses, due to lateral resonances, are about 20 dB below the main pulse. To verify the simulation findings, hexagonal pillar composites with low ceramic volume ratio of 0.32 have been fabricated by the dice-and-fill technique. The composites were finished at different thicknesses to vary the aspect ratios. Each was mounted on an SMA connector. The electrical impedances of the transducers were measured to compare with the simulations. The electromechanical coupling coefficients and effective velocities were calculated from the resonance and anti-resonance frequencies. The measured electromechanical coupling shows an improvement of more than 50% over previous geometry composites. The experimental results agree well with the simulations. It suggests that this hexagonal geometry is a promising structure for fabrication of high frequency composite transducers and arrays.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».