双层磁电层合结构弯曲磁电效应研究与器件设计

发布时间：2021-05-26 15:07

　　磁电层合材料由磁致伸缩材料和压电材料结合而成,具有强磁电耦合效应,在层合材料上外加磁场产生电极化的正磁电效应以及在层合材料上施加外电场产生磁极化的逆磁电效应构成了磁电耦合效应,这种磁电转换效应受到人们广泛的关注。正逆磁电效应应表现出来的强磁电效应使得磁电层合材料在传感、驱动、微波通信等各领域有很重要的地位。本文基于压电层和磁致伸缩层的本构关系,针对磁致伸缩材料/压电材料非对称双层磁电层合结构建立起非线性正逆磁电耦合系数理论模型,并进一步对磁电耦合系数在不同应力,温度,外磁场,材料厚度比下的结果进行研究。首先,针对磁致伸缩/压电非对称双层磁电复合结构,基于材料的本构关系的基础上,再结合超磁致伸缩材料温度、磁场、应力的非线性本构关系,根据磁电复合材料的结构不对称引起了弯曲形变,建立了双层低频状态下非线性灵敏度以及磁力电热耦合下的磁电电场系数的理论模型。选取磁致伸缩材料和压电材料制备双层非对称磁电复合结构样品,测量了不同温度和偏置磁场下的静态磁电系数验证理论推导的正确性。将该模型退化到无应力作用下的磁电系数模型,模型预测结果与实验结果在定性和定量上均具有较好的一致性,证实了模型的有效性。在此... 

【文章来源】：中国计量大学浙江省

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1. 绪论
    1.1 磁电复合材料研究背景
        1.1.1 磁致伸缩材料
        1.1.2 压电材料
        1.1.3 磁电复合材料
    1.2 磁电效应研究背景与方法
        1.2.1 正逆磁电效应
        1.2.2 弯曲磁电效应
        1.2.3 磁电效应研究方法
    1.3 磁电复合材料的应用
        1.3.1 磁场传感器
        1.3.2 磁电传感器
        1.3.3 磁电倍频器
        1.3.4 生物医学器件
    1.4 课题创新点与论文安排
2. 双层磁电传感器磁电系数和灵敏度的非线性模型
    2.1 非线性双层静态磁电效应的理论模型建立
    2.2 模型的有效性验证
    2.3 模型预测结果
        2.3.1 磁电电场系数分析
        2.3.2 灵敏度分析
    2.4 本章小结
3. 双层磁电层合材料弯曲谐振下非线性逆磁电耦合效应研究
    3.1 弯曲谐振非线性逆磁电效应的等效电路模型建立
        3.1.1 电流等效电路
        3.1.2 逆磁电耦合系数
    3.2 等效电路模型的有效性验证
    3.3 预测结果讨论
    3.4 总结
4. 双层磁电结构逆磁电效应的双峰现象实验研究以及器件设计
    4.1 双层磁电复合材料逆磁电系数实验
        4.1.1 双层磁电复合材料的制备
        4.1.2 实验环境的搭建
        4.1.3 实验结果分析
    4.2 压电报警器的设计
        4.2.1 压电报警器构型设计
        4.2.2 结果分析
    4.3. 磁电传感器
        4.3.1 磁电传感器构型设计
        4.3.2 结果分析
    4.4 结论
5. 总结
参考文献
作者简历


【参考文献】：
期刊论文
[1]单相ABO3型多铁材料的磁电耦合及磁电性质研究[J]. 仲崇贵,蒋青,方靖淮,葛存旺.  物理学报. 2009(05)
[2]磁电复合材料的研究进展[J]. 李扩社,李红卫,严辉,于敦波,张国成.  稀有金属. 2008(03)
[3]超导量子干涉仪发展和应用现状[J]. 陈林,李敬东,唐跃进,任丽.  低温物理学报. 2005(S1)
[4]提拉法Terfenol－D中的复合相结构研究[J]. 张一玲,李强2袁润章,陈焕矗,孙大亮.  武汉工业大学学报. 1996(03)

硕士论文
[1]双层非对称磁电结构的非线性磁电耦合理论及实验研究[D]. 李梦菡.中国计量大学 2016



本文编号：3206584