Найти

Результаты поиска

• ТЕРАПЕВТИЧЕСКИЙ ФОКУСИРУЮЩИЙ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

  А. Ю. Малыхин , А.В. Скрылёв , А. А. Панич

  2021-02-13

  Аннотация ▼

  Настоящее исследование выполнено на стыке двух направлений: инженерно-
  технологического и биомедицинского, в результате которого разработан терапевтиче-
  ский фокусирующий ультразвуковой преобразователь, предназначенный для выявления и
  неинвазивного лечения новообразований. Принцип действия заключается в излучении ульт-
  развуковых колебаний высокой интенсивности в пятно фокуса (High Intensity Focused Ultrasound
  – HIFU). Это позволяет точечно воздействовать на выбранные области и прово-
  дить абляцию воспалённых, либо чужеродных тканей без открытого хирургического вме-
  шательства. На основе характеристик пьезокерамических материалов, выпускаемых в
  Н ТБ «Пьезоприбор» выполнено математическое моделирование HIFU-преобразователя.
  Основу составляет пьезокерамический элемент, выполненный в форме тонкостенного
  сегмента сферы с центральным отверстием, изготовленный из пьезоматериала П П-35.
  Центральное отверстие диаметром 41,4 мм предназначено для датчика визуализации,
  выполняющего роль «наводчика» сфокусированного ультразвукового пучка. Принцип рабо-
  ты преобразователя заключается в следующем: фокусное пятно с максимальным акусти-
  ческим давлением находится в области, захватываемой УЗИ-совместимым датчиком.
  Изображение передаётся на монитор, после чего принимается решение на какие области и
  с какой интенсивностью воздействовать ультразвуковым преобразователем. Изучены
  амплитудно-частотные характеристики преобразователя. Получены зависимости актив-
  ной проводимости от частоты в свободном и нагруженном на воду состояниях. Измереныуровни акустического давления в пятне фокуса. Построены диаграммы распределения ин-
  тенсивности излучения в плоскости и в трехмерном пространстве, проведены работы по
  воздействию ультразвукового преобразователя на различные органические материалы и
  ткани: органическое стекло толщиной 10мм, мышечная ткань курицы. Получены зависи-
  мости силы воздействия от подводимой к преобразователю мощности, а также частоты
  задающего сигнала. Экспериментально показана возможность использования преобразо-
  вателя в составе комплекса HIFU-терапии. Сформулированы выводы о перспективах ис-
  пользования одноэлементных фокусирующих ультразвуковых преобразователей и много-
  элементных с распределённым пятном фокуса.

• ИССЛЕДОВАНИЕ ГЕНЕРИРУЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ПЬЕЗОКЕРАМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ НА ОСНОВЕ ЦИРКОНАТА-ТИТАНАТА СВИНЦА С НИЗКИМ СОДЕРЖАНИЕМ ТИТАНА

  Л. А. Дыкина , A.A. Панич , А. В. Скрылев, Ю. А. Проскорякова

  2021-02-13

  Аннотация ▼

  Данная статья посвящена твердым растворам на основе ЦТС как основы активных
  элементов для разовых импульсных источников энергии. В статье оценена генерирующая
  способность пьезокерамического материала на основе цирконата-титаната свинца с низ-
  ким содержанием титана (Zr/Ti 0,94/0,06 + 1 % Nb2O5) при его ударном нагружении.
  В таких материалах фазовый переход, индуцированный давлением (одноосным, импульс-
  ным гидростатическим или ударной волной), происходит из полярной сегнетоэлектриче-
  ской фазы в неполярную антисегнетоэлектрическую. Высвобождаемая энергия в этом
  случае на порядок выше, чем при пьезоэффекте. Мерой накопления электрического заряда
  является значение остаточной поляризации, пропорциональное электрической энергии,
  высвобождаемой при фазовом переходе. В ходе работы получены основные электрофизи-
  ческие параметры исследуемого материала: относительная диэлектрическая проницае-
  мость, тангенс угла диэлектрических потерь в слабых полях, пьезомодуль . Получен ряд
  численных значений остаточной поляризации исследуемого материала несколькими мето-
  дами: термической деполяризаций и ударным нагружением; рассчитана плотность накоп-
  ленной энергии как отношение остаточной поляризации к двум абсолютным диэлектриче-
  ским проницаемостям. Проведены оценка генерирующей способности исследуемого мате-
  риала и сравнительный анализ с промышленно выпускаемым пьезокерамическим материа-
  лом ЦТС-19. Установлено, что плотность накопленной энергии у исследуемого материала
  на два порядка выше, чем у ЦТС-19. Также стоит отметить, что индуцированный давле-
  нием фазовый переход из сегнетоэлектрической в антисегнетоэлектрическую фазу для
  материалов с низким содержанием титана происходит при значительно меньших давле-
  ниях, чем в материалах, находящихся вблизи морфотропной границы. Такое поведение обу-
  словлено тем, что энергии состояний сегнетоэлектрической и антисегнетоэлектрической
  фаз отличаются незначительно, поэтому достаточно относительно небольшого внешнего
  воздействия (давления или электрического поля), чтобы нарушить существующую ста-
  бильность и перевести пьезокерамику из одного фазового состояния в другое. Этот факт
  оказывает положительное влияние на генерирующую способность элементов, изготовлен-
  ных из исследуемого материала, так как при воздействии высокого давления происходит
  сильное снижение электрического сопротивления пьезокерамики, и значительная часть
  электрической энергии может рассеиваться в самом пьезоэлементе.