磁電復合材料結構對磁電性能的影響.pdf

1、層狀磁電復合材料在室溫下具有較好的磁電耦合性能，受到廣泛關注。為進一步增強磁電性能，探究影響層狀磁電復合材料磁電性能的因素，本文從層狀磁電復合材料的結構入手，選取不同的磁致伸縮材料，通過調整結構因素來制備層狀磁電復合材料，以分析結構因素對層狀磁電復合材料磁電性能的影響規(guī)律。
　　本文首先建立理論模型來闡釋磁電電壓系數(shù)與界面耦合系數(shù)的關系，并利用導電銀膠制備出多層結構的Terfenol-D/PZT磁電復合材料，發(fā)現(xiàn)多層結構中界面缺陷

2、的存在導致界面能量損耗隨著層數(shù)的增多而增加，從而降低了界面耦合系數(shù)，并進一步導致磁電電壓系數(shù)下降。多層結構Terfenol-D/PZT磁電復合材料諧振頻率的實驗數(shù)值與理論計算值十分相符，與層數(shù)無關。
　　其次，本文還研究了不同應力模式對復合材料磁電性能的影響，分別將Ni片和FeCo片按不同的順序黏結到PZT片上，以獲得三種不同的應力模式：(i)彎曲應力模式(BES)，(ii)縱向應力模式(LES)，(iii)扭轉應力模式(TES)

3、。在最佳偏置磁場下，TES模式獲得的磁電電壓系數(shù)最大，在彎曲諧振頻率和縱向諧振頻率下分別為3.97和4.23V/cm Oe。
　　最后，本文制備出三個完全相同的層狀磁電復合材料Ni/PZT/Terfenol-D，然后在其兩端黏結無磁性玻璃片以獲得三種不同的應力邊界條件：(i)兩端自由(F-F)，(ii)一端固定一端自由(C-F)，(iii)兩端固定(C-C)。在1-140kHz內，三種不同邊界條件下實驗獲得的多個諧振頻率與理論計算