压电材料是水声换能器，医疗超声探头及工业检测超声探头的核心材料。压电材料材料特性的精确定征无论对于材料研究人员，还是对于应用压电材料进行器件设计的工程人员，皆必不可少。目前，定征压电材料全矩阵材料特性普遍采用IEEE压电标准所建议的电谐振技术与超声脉冲-回波技术。然而，上述技术在定征过程中需要多块尺寸差异显著的样品，很可能导致定征结果不自洽。为了保证定征结果的自洽，最佳方案是所有定征结果来自于同一块样品。超声谐振谱(RUS)技术是可以利用单块样品实现压电体全矩阵材料系数定征的技术之一。RUS技术实施过程中最大难点是准确识别出足够多的谐振模式，一般，反演模式数目至少达到待反演变量数目的5倍，为了达到比较可靠的反演结果，甚至需要达到8倍以上。然而，所需模式数目越多，测量带宽越宽，模式识别难度越大。
厦门大学水声通信与海洋信息技术教育部重点实验室汤立国教授课题组提出给压电样品某个面镀上电极，从而改变其边界条件，进一步，综合不同边界下所测量得到谐振模式进行材料参数反演。该方案可在不提高测量带宽的前提条件下，使得可用于反演的谐振模式的数目增加一倍甚至数倍，从而显著降低模式识别难度，提高RUS技术反演结果的可靠性。
该成果已正式发表于Journal of Materials Science (vol.54:6786-6798, 2019) (IF=2.993), 论文第1-5作者分别是厦门大学2015级海洋物理专业本科生李惠，马一平，周子健，颜婷婷和吴艳星，第一通信作者是厦门大学水声通信与海洋信息技术教育部重点实验室的汤立国教授, 合作通信作者包括本重点实验室的刘胜兴副教授和土木工程系的吴新烨副教授。本研究成果受到厦门大学地学部校长基金本科生项目(No. 20720180113), 及本科生科创项目(Nos. 2018Y0246, 2018Y0250)资助。
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汤立国教授
