（記者 周瑩 通訊員 連科） 清理高血壓患者血管的探頭、指揮衛星調整姿態、協助光刻機工作……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系。昨日，筆者來到市開發區中德園的海微光電，揭開這個神奇器件的奧秘。海微光電材料研發負責人趙程告訴筆者，海微光電研發的治療高血壓的血管內消融超聲波換能器已通過國內頭部的高血壓治療設備公司的驗收；研發的200℃下使用的錫液滴發生器的換能器能穩定使用數百小時。
提起壓電材料這個名字，大多數人都很陌生，B超探頭大多數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。當我們將高頻電信號加在其上時，其會產生高頻聲信號（機械振動），這就是我們平常所說的超聲波信號。當這種聲波遇到人體組織時就會發生反射和透射。不同的組織對超聲波的反射和透射表現是不一樣的。借助算法技術，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行繪圖，得到一張黑白照片。
隨著科技的發展，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、流體器、醫療器械甚至衛星中使用。這就需要壓電材料不再是一次性使用的工具，而是需要可以重復上百次甚至上千次的開關。趙程介紹，他們研發的壓電材料可以滿足航空發動機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，被廣泛應用到EUV光源等領域。
以醫療器械領域使用為例，過度活躍的腎動脈交感神經功能讓高血壓患者的疾病難以控制。為了解決這個問題，醫生通過腎動脈交感神經消融術（RDN），對患者股動脈穿刺，將一根導管送到腎動脈內。這個導管就像一位“神經偵探”，可以借助在導管里探頭內的壓電材料精準找出讓血壓升高的“搗亂”神經。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現高血壓治療這一突破性醫療技術。”趙程介紹，他們的醫療用壓電器件既有小至2mm以內可以進入血管內部進行血管神經消融的微型壓電器件，也有能夠產生高達80MPa超聲波聲壓，可以從外部進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，某些高溫應用下的含有壓電材料的陶瓷環是由國外企業壟斷。為此，海微電子啟動該項目研發。“我們研發的壓電材料可以確保陶瓷環在460℃下電阻率保持3年以上不變。”趙程介紹，該項技術幫助客戶實現在航空發動機、燃氣輪機、石化機械等高端設備中實現傳感器的國產替代。與此同時，海微通過應用自己開發的各類壓電材料結合專業的聲學匹配設計，實現了流量計領域高端超聲波換能器的國產替代。
此外，海微電子還幫助客戶實現EUV激光光源核心組件的國產化。“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換能器失效的問題。通過與相關企業對標，我們成功研發了可以在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制造需求。”
總值班: 吳弋 編輯: 賈元元
來源: 連云港發布
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