基于环形嵌套结构的Terfenol-D/PZT磁电各向同性研究

发布时间：2021-03-11 14:22

　　面内磁场测量在电法勘探、航磁探测、周界安全等领域具有广阔的应用前景。磁电传感器因具有响应频率范围宽、灵敏度高等优点,在磁探测领域表现突出。传统的面内磁场幅值测量方法是使两个相互垂直的单轴磁电传感器同时工作,并在后期进行计算得出最终结果。这不仅需要额外的电路支持,还会因安装精度不足而引入非正交误差。针对现有问题,本文设计了一种具有高各向同性的磁电传感器,旨在实现对面内磁场幅值的直接测量。首先,本文设计与制备了基于环形嵌套结构的磁电复合材料。考虑磁电性能、工艺难度和制作成本,选用具有优异性能的PZT-5H和Terfenol-D作为压电相和磁致伸缩相的材料。利用环氧树脂与固化剂混合后的粘合作用,使两种环形材料嵌套在一起,经过抽真空、按压、静置、固化、焊接等流程,实现了实验样品的制备。然后,对环形嵌套结构的Terfenol-D/PZT磁电复合材料进行模拟研究。本文通过有限元仿真软件,研究了材料体积比、偏置磁场大小、交流磁场大小及其频率对磁电各向同性的影响。根据有限元计算结果,本文建立了基于弹性力学原理的理论模型,推导出了环形结构磁电复合材料各向同性比的计算公式,解释了其对磁场方向的依赖特性,为... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

(a)磁致伸缩曲线；(b)各磁化阶段磁畴分布规律示意图

影响材料的耦合性能。因此，需要将粘合后的材料放入真空包装袋，并用真空机进行初步吸除气泡处理（图2-4(c)）。上述全部过程需在 3~6 分钟内结束，随后胶体开始固化。该过程中用到的真空包装机能够数字化设置封口强度，一键式全自动封口，抽真空到额定标准-0.07MPa 即自动停止，操作简便、封口迅速，有效减少材料胶层气泡。图 2-4 材料制备流程为了防止胶体固化过程中 PZT 与 Terfenol-D 错位，将粘合好的材料置于水平无磁的纯铜基板上（图 2-4(d)），用相同的铜块盖于材料上方，使材料均匀受力

论与分析各向同性的仿真结果及材料对外加磁场应力时，其会产生额外的电荷，这些电的固体，应力也会引起成比例的应变[42与其体积应变 θ 也有相似的比例关系。 可写成：= 。对于压力和张力来说，它们的符号相应变为负值。但在本文研究的模型当中体积应变取绝对值。

【参考文献】：
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博士论文
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硕士论文
[1]叠层磁电复合材料PZT/Terfenol-D相位特征的研究[D]. 马远君.陕西师范大学 2016
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本文编号：3076604