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偏置磁场对磁电复合材料磁电系数的影响研究

为了研究外加偏置磁场对层叠磁电复合材料磁电系数(α_(ME))的影响,文章利用COMSOL有限元分析软件建立了磁致伸缩/压电/磁致伸缩层叠复合材料三维模型,分析了施加交-直流偏置磁场对磁电复合材料α_(ME)的影响。结果表明:交流偏置磁场强度  (本文共5页) 阅读全文>>

南京航空航天大学
南京航空航天大学

压电/压磁层状复合材料的制备及磁电性能研究

层状磁电复合材料通常比单相磁电材料和颗粒磁电复合材料具有更好的性能,特别是圆筒层状磁电复合材料在室温下就表现出较优的磁电性能。为了增强磁电耦合效应,提高磁电转换系数,同时拓宽磁电复合材料的使用范围,本文分别从多频与零偏压现象入手,采用化学镀法制备高度和直径相差不大的圆筒层状磁电复合材料,分析其谐振模式以及尺寸因素对磁电性能的影响规律;利用磁致伸缩复合材料制备平板层状磁电复合材料,分析对称和非对称结构下梯度磁化对磁电性能的影响。研究结果表明:Ni/Pb(Zr,Ti)O3/Ni圆筒层状磁电复合材料的高度、直径和厚度对其磁电性能有显著影响。交变磁场频率在1至160 k Hz范围内,径向和轴向磁电转换系数均出现了三个明显的谐振峰,三个谐振峰分别是由径向振动、轴向振动以及两者的耦合振动引起。径向和轴向两种振动模式间的耦合作用使磁电复合材料谐振频率下的磁电性能增强或减弱;其次,和由均匀的磁致伸缩材料与压电材料构成的磁电复合材料相比,Fe C...  (本文共71页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京航空航天大学
南京航空航天大学

磁电复合材料的制备及其性能研究

目前,人们所研究的磁电复合材料主要存在以下几个问题。第一,界面情况对层状磁电复合材料的磁电效应起着至关重要的影响。但是,目前层状磁电复合材料的制备方法如黏结法和电镀法等都不可避免的引入中间层,影响了磁致伸缩层和压电层之间的磁电耦合。第二,在1至150kHz内,弯曲振动模式的两层磁电复合材料一般具有两个谐振频率,但是其谐振磁电电压系数只能一个大,而另一个相对较小。第三,目前所研究的非界面结合型磁电复合材料的结构都过于复杂,不利于制备实际器件。针对以上几个问题,本文以制备出具有巨磁电效应的磁电复合材料为目标,采用化学镀法制备出了磁致伸缩相和压电相直接结合且两相达到足够厚度的Ni/PZT/Ni层状磁电复合材料,消除了中间层的影响,实现了理想的磁电耦合;采用化学镀和黏结法制备出Ni/PZT/TbFe_2负磁致伸缩/压电/正磁致伸缩结构的层状磁电复合材料,获得了两个明显的谐振峰;采用黏结法制备出非界面结合型磁电复合双矩形框结构和两端结合型...  (本文共134页) 本文目录 | 阅读全文>>

重庆大学
重庆大学

基于磁电复合材料的柔性磁传感器研究

随着信息技术的飞速发展,人类社会已经迈入了万物互联的物联网时代。作为目前最热门的物联网应用,智能可穿戴设备受到了越来越多的关注,并取得了很大的发展。作为可穿戴设备的核心部件,柔性传感器已经得到了广泛的研究,各国也把传感器技术列为尖端技术。作为传感技术的重要分支,磁传感器不仅可以直接测量磁场的变化,还可以通过检测磁场变化,测量出多种相关物理量。其中,基于磁电换能器的柔性磁传感器由于灵敏度高、线性度好、制备工艺简单和灵活性好等优点,成为研究的热点。磁电换能器可实现无源测量、具有响应频带宽、灵敏度高、线性度好等特点,在磁传感器领域展现出良好的发展潜力。其中磁电叠层复合材料室温下具备优异的磁电性能,且制备工艺简单,是探测微弱磁场的理想器件。基于柔性压电聚合物的磁电颗粒复合材料具有优异的柔韧性,制备工艺简单,也引起了广泛的研究。目前基于磁电复合材料的柔性磁传感技术并不成熟,本论文在国家自然科学基金项目(No.51775070)的资助下,以...  (本文共80页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国计量学院
中国计量学院

基于磁电效应的磁电器件等效电路研究与微波器件设计

多铁性磁电材料因其高效的磁电转换性能(即材料在磁场的作用下产生电极化或在电场的作用下产生磁极化的现象),在低频及射频领域展现了巨大的应用价值。其中,在低频领域,多铁性磁电材料以换能器、传感器等器件形式,实现了磁场与电场的相互转换,在微弱磁场测量等方面有着重要的地位。目前国际上的主要工作集中在器件的制备及通过磁电材料匹配加强磁电效应等,相应的理论研究(包括格林函数法、等效电路法等)实现了对器件的定性、定量评估,但还存在改进的需要;在射频领域,应用多铁性磁电材料的磁电效应及铁磁相材料的铁磁共振效应,可实现器件的磁、电双重调节特性,因此被广泛地使用于微波谐振器、滤波器、移相器、延迟线等器件,目前国际上的主要工作集中在实验测试、新器件试验、等效电调等方向;此外,针对磁电双可调微波器件的集总等效电路的研究尚处于空白阶段。同时,仍存在以下问题值得探讨:如何实现对磁电层合材料的谐振磁电特性、偏置磁场依赖特性等重要性能的精确分析和理论预测,减少...  (本文共86页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京信息工程大学
南京信息工程大学

应用于能量采集的磁电复合结构及储能电路研究

物联网发展已经成长为最具潜力的市场机遇,在不久的未来,几乎所有的设备,包括传感器、低功耗电子模块、可穿戴电子产品及温度调节器等嵌入式系统都将会连接到互联网。然而,尤其当设备安装在偏远位置时,如何为这些设备供电是设计者目前亟待解决的一大难题。鉴于此,因地制宜地收集环境中的能量将会是解决电源问题的可行方法。本文基于磁致伸缩材料和压电材料实现对环境中的磁场能和振动能量的采集,文章分别研究了压电振子和磁电复合材料的磁电特性,最后设计了能量存储电路,实现了对自然界微能量的采集与存储。文章主要研究内容如下:(1)分析了磁致伸缩效应、压电效应以及磁电效应的应用,讨论了压电材料、磁致伸缩材料以及磁电复合材料的发展历程及应用,同时基于压电方程和磁致伸缩模型方程分析了磁电复合材料的能量采集技术理论。(2)基于COMSOL有限元分析软件研究了悬臂梁结构的压电振子的静态响应、模态响应和谐响应,同时研究了该压电振子的电压输出特性,对该结构进行了优化研究,...  (本文共88页) 本文目录 | 阅读全文>>