コンポジット化によるメリット

メリット 01

低音響インピーダンス化

コンポジット化によるセラミックスの体積率の変更により、
音響インピーダンス(Acoustic Impedance:AI)を下げることが可能です。
音響インピーダンスを下げることにより、水などの対象物質への音波の伝搬効率があがります。
その結果、多層整合の場合、音響整合層の層数の低減が可能です。

PZT系圧電セラミックスの体積率による
音響インピーダンスの変化

PZT系圧電セラミックス(AI 36)から
水(AI 1.5)に音波を伝搬した場合、

界面での反射が大きく、
音波の伝搬は非効率

圧電セラミックスコンポジット(AI 10)から
水(AI 1.5)に音波を伝搬した場合、

界面での反射は小さくなり、
音波の伝搬は効率化

メリット 02

送受信の感度向上

送信感度d33、受信感度g33は下記式より求められます。
コンポジット化によりPZT体積割合が低下するとg33が上昇し、感度が向上します。
また、機械結合係数が向上することにより、広帯域が実現します。
送信感度d33：d33 = k33 x √(ε33T×s33E)　
受信感度g33：g33 = d33/ε33T