骨的逆壓電效應的實驗探究.pdf

1、骨是具有壓電性的各向異性材料，然而由于骨的復雜的微觀結(jié)構(gòu)，其壓電性質(zhì)也非常復雜。骨內(nèi)由于應力的作用產(chǎn)生電信號，電信號有可能影響到骨細胞的生長，因此研究骨的壓電效應有重要的現(xiàn)實意義。然而僅僅研究骨的正壓電效應是不夠的，不足以全面掌握骨壓電效應的具體性質(zhì)。因此也同樣需要我們對骨的逆壓電效應進行探究。
　　 本實驗研究測量了牛骨薄梁試樣逆壓電效應彎曲變形的位移。選取7個牛骨試件，分別在其厚度為1mm、0.8mm、0.6mm、0.5mm

2、、0.3mm(高度均為50mm，寬均為10mm)的狀態(tài)下進行試驗。牛骨試件被放置于由兩個電極板產(chǎn)生的外電場中(電極板外接高壓穩(wěn)態(tài)直流電源)。在外電場的作用下(外接電源分別在200V、400v、600v、800v、1000v的狀態(tài)下進行實驗)骨試件會發(fā)生彎曲變形，即骨的力電性質(zhì)。利用高倍數(shù)字光學顯微鏡以及數(shù)字圖像處理技術(shù)觀測和計算骨試件自由端的位移。研究骨逆壓電效應的各種性質(zhì)。
　　 通過實驗發(fā)現(xiàn)：同一試件，隨著電壓的減小，試件位

3、移逐漸減小。不同試件之間，相同電壓作用下，試件位移雖然不同，但是隨著電壓的變化，其位移大小的變化趨勢是一樣的。同一試件，隨著厚度的減小，在相同電壓下試件位移變大。在外電場作用下不同試件之間，隨著厚度的變化(電壓相同)位移大小不同，但趨勢相同。不同的試件在相同厚度的情況下，相同外電壓作用下，位移大小不同，有的相差很大。
　　 同時實驗研究了產(chǎn)生外電場的電極板在一端接地的情況下試件位移的大小及其它性質(zhì)。采用4種加載電場的方式進行測試

4、，第1、2種加載方式以及第3、4種加載方式分別為不改變接地的電極而是通過電源輸出電壓的極性改變電場方向，然而前兩種加載方式與后兩種加載方式接地的極板方向不同，第1、2種加載方式右側(cè)極板接地，第3、4種加載方式左側(cè)極板接地。在通過改變電源輸出電壓的極性來改變電場方向的情況下，牛骨薄梁試樣在外電場作用下位移的方向沒有發(fā)生變化，且大小幾乎相同。而在通過儀器自身的改變(改變接地極板的方向)來改變電場方向的情況下，牛骨薄梁試樣在外電場作用下位移的