雙創(chuàng)在港城：港城陶瓷“聲”生不息推動國產(chǎn)傳感器實(shí)現(xiàn)480℃的振動監(jiān)測助力高血壓超聲治療突破性技術(shù)國產(chǎn)化

2025-01-17 09:16 來源: 連網(wǎng)（融媒體）www.tcgxipo.com

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（記者周瑩通訊員連科） 清理高血壓患者血管的探頭、指揮衛(wèi)星調(diào)整姿態(tài)、協(xié)助光刻機(jī)工作……這些看起來不搭界的事情，卻和一種特殊的器件——壓電器件有著密切的關(guān)系。昨日，筆者來到市開發(fā)區(qū)中德園的海微光電，揭開這個神奇器件的奧秘。海微光電材料研發(fā)負(fù)責(zé)人趙程告訴筆者，海微光電研發(fā)的治療高血壓的血管內(nèi)消融超聲波換能器已通過國內(nèi)頭部的高血壓治療設(shè)備公司的驗收；研發(fā)的200℃下使用的錫液滴發(fā)生器的換能器能穩(wěn)定使用數(shù)百小時。

提起壓電材料這個名字，大多數(shù)人都很陌生，B超探頭大多數(shù)人可能就比較熟悉了。拆開B超探頭的外殼，我們就會看到一塊壓電材料。當(dāng)我們將高頻電信號加在其上時，其會產(chǎn)生高頻聲信號（機(jī)械振動），這就是我們平常所說的超聲波信號。當(dāng)這種聲波遇到人體組織時就會發(fā)生反射和透射。不同的組織對超聲波的反射和透射表現(xiàn)是不一樣的。借助算法技術(shù)，我們就可以將超聲波對不同組織反射和透射的明度和灰度進(jìn)行繪圖，得到一張黑白照片。

隨著科技的發(fā)展，人們不僅需要壓電材料在煤氣灶、電磁爐中使用，還需要它可以在光刻機(jī)、流體器、醫(yī)療器械甚至衛(wèi)星中使用。這就需要壓電材料不再是一次性使用的工具，而是需要可以重復(fù)上百次甚至上千次的開關(guān)。趙程介紹，他們研發(fā)的壓電材料可以滿足航空發(fā)動機(jī)480℃高溫壓電傳感材料需求，也可以滿足250℃高溫壓電致動材料需求，被廣泛應(yīng)用到EUV光源等領(lǐng)域。

以醫(yī)療器械領(lǐng)域使用為例，過度活躍的腎動脈交感神經(jīng)功能讓高血壓患者的疾病難以控制。為了解決這個問題，醫(yī)生通過腎動脈交感神經(jīng)消融術(shù)（RDN），對患者股動脈穿刺，將一根導(dǎo)管送到腎動脈內(nèi)。這個導(dǎo)管就像一位“神經(jīng)偵探”，可以借助在導(dǎo)管里探頭內(nèi)的壓電材料精準(zhǔn)找出讓血壓升高的“搗亂”神經(jīng)。不要以為這個很容易，因為每個人的血管直徑、血管壁厚不同，這就需要壓電材料根據(jù)超聲波傳遞回來的信號識別需要清理的血管。“我們研制的壓電器件助力客戶實(shí)現(xiàn)高血壓治療這一突破性醫(yī)療技術(shù)。”趙程介紹，他們的醫(yī)療用壓電器件既有小至2mm以內(nèi)可以進(jìn)入血管內(nèi)部進(jìn)行血管神經(jīng)消融的微型壓電器件，也有能夠產(chǎn)生高達(dá)80MPa超聲波聲壓，可以從外部進(jìn)行治療或消融的壓電器件。

不僅如此，海微壓電器件在高端裝備上的應(yīng)用更廣泛。在很多高端裝備中都會有流量傳感器件。而這些器件的核心都是由一個特殊的陶瓷材料作為敏感元件。然而長期以來，某些高溫應(yīng)用下的含有壓電材料的陶瓷環(huán)是由國外企業(yè)壟斷。為此，海微電子啟動該項目研發(fā)。“我們研發(fā)的壓電材料可以確保陶瓷環(huán)在460℃下電阻率保持3年以上不變。”趙程介紹，該項技術(shù)幫助客戶實(shí)現(xiàn)在航空發(fā)動機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、石化機(jī)械等高端設(shè)備中實(shí)現(xiàn)傳感器的國產(chǎn)替代。與此同時，海微通過應(yīng)用自己開發(fā)的各類壓電材料結(jié)合專業(yè)的聲學(xué)匹配設(shè)計，實(shí)現(xiàn)了流量計領(lǐng)域高端超聲波換能器的國產(chǎn)替代。

此外，海微電子還幫助客戶實(shí)現(xiàn)EUV激光光源核心組件的國產(chǎn)化。“我們自研了高溫致動類壓電陶瓷。”趙程介紹，“我們克服了致動類高溫?fù)Q能器失效的問題。通過與相關(guān)企業(yè)對標(biāo)，我們成功研發(fā)了可以在250℃以上的工作溫度工作，其輸出位移以及需要毫米級管徑的陶瓷管。其可以滿足14納米以下芯片光刻機(jī)制造需求。”

總值班: 吳弋編輯: 賈元元

來源: 連云港發(fā)布

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