磁电复合材料结构与性能研究
发布时间：2020-12-05 08:14
单相磁电材料的匮乏及在室温下的低性能使磁电复合材料成为制备新一代电子器件的理想材料。压电/磁致伸缩复合材料由于具备优异的力电/力磁转化功能、快速响应特性等优点,在磁场感应器、磁电换能器、微波器件、谐振器等领域有着广泛而重要的应用。获得更大的磁电耦合系数关键在于选择合适的材料及器件结构。本文结合巨磁致伸缩材料Terfenol-D的非线性本构关系,利用有限元软件Comsol分析了PZT/Terfenol-D/PZT复合材料在偏置磁场作用下的谐振频率变化,并以此为基础设计致力于齿轮转速传感的磁电式传感器,并进行了实验验证。本论文立足于结构设计角度,提出了Z型磁电装置,并建立了此结构的理论模型。结果表明,磁致伸缩材料Terfenol-D长度越长,压电材料PZT越短,Z型装置的磁电效应则越大。同时实验表明,该装置在低频下的磁电系数可达0.283V/cm×Oe,磁电耦合性能强于大多数的磁电装置。多功能化和小型化是电子器件必然的发展趋势,具有多种特性共存并相互耦合的多铁材料成了研究的热点。本文将常见的铁电材料Pb(Zr0.52Ti0.48)O3<...
【文章来源】：宁波大学浙江省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
三种磁电复合材料结构
(d) (e) (f)(g) (h) (i)图1.2 磁电复合材料九种振动模式Fig. 1.2Ninekindsofvibrationmodesinmagnetoelectric composites
2 6.5 9200 1.6 20图2.1 动态杨氏模量曲线Fig.2.1Young'smodulusunderdifferentmagneticfield由图 2.1 可知，超磁致伸缩材料 Terfenol-D 在预应力为零时极化方向弹性模量E 随着 偏 置 磁 场 增 大 而 减 小 ， 当 磁 场 大 小 为 H =260O e时 ， E 达 到 最 小 值10 2E =1.7145 10 N /m。随着偏置磁场的进一步增大，E 又逐渐增大并趋于饱和。这就是 Terfenol-D 的“ E效应”。当预应力 0时，化简公式 2.1a，2.1b 得22ssMM (2.8)scoth( )MHM H 1(2.9)
本文编号：2899175
【文章来源】：宁波大学浙江省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
三种磁电复合材料结构
(d) (e) (f)(g) (h) (i)图1.2 磁电复合材料九种振动模式Fig. 1.2Ninekindsofvibrationmodesinmagnetoelectric composites
2 6.5 9200 1.6 20图2.1 动态杨氏模量曲线Fig.2.1Young'smodulusunderdifferentmagneticfield由图 2.1 可知，超磁致伸缩材料 Terfenol-D 在预应力为零时极化方向弹性模量E 随着 偏 置 磁 场 增 大 而 减 小 ， 当 磁 场 大 小 为 H =260O e时 ， E 达 到 最 小 值10 2E =1.7145 10 N /m。随着偏置磁场的进一步增大，E 又逐渐增大并趋于饱和。这就是 Terfenol-D 的“ E效应”。当预应力 0时，化简公式 2.1a，2.1b 得22ssMM (2.8)scoth( )MHM H 1(2.9)
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