Terfenol-D-PZT和彈性基板陣列換能器的磁電效應(yīng)研究.pdf

1、磁電復(fù)合材料可以實(shí)現(xiàn)磁能與電能之間的相互轉(zhuǎn)換，能夠應(yīng)用于磁場(chǎng)檢測(cè)、微波泄漏監(jiān)測(cè)、電磁場(chǎng)能量轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域。與顆?；旌辖Y(jié)構(gòu)相比層合結(jié)構(gòu)具有更高的磁電電壓轉(zhuǎn)換系數(shù)，本課題組提出將塊狀磁致伸縮材料和壓電材料復(fù)合到彈性基板上，構(gòu)成一種采用彈性基板的三相磁電陣列結(jié)構(gòu)，相比磁致伸縮材料和壓電材料層合的兩相磁電復(fù)合結(jié)構(gòu)，在諧振時(shí)該陣列結(jié)構(gòu)具用更高的磁電電壓轉(zhuǎn)換系數(shù)。針對(duì)這種陣列結(jié)構(gòu)，主要研究工作如下：
　　 ①通過(guò)理論分析了在交變磁場(chǎng)作用下陣列換

2、能器的受迫振動(dòng)特性、引入彈性基板對(duì)陣列換能器諧振頻率的影響、在考慮損耗的情況下波在介質(zhì)中傳播時(shí)的疊加作用。在磁-機(jī)效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，使用多普勒測(cè)振儀分別測(cè)試了Terfenol-D塊體在粘貼到彈性基板表面前后的振動(dòng)速度，并進(jìn)行了比較。利用壓電片PZT-8的逆壓電效應(yīng)，使用多普勒測(cè)振儀分別測(cè)試了壓電片PZT-8在自由狀態(tài)下和粘貼到彈性基板表面以后振動(dòng)主模態(tài)的變化。
　　 ②采用多片Terfenol-D、壓電片PZT-8在彈性基板上等波長(zhǎng)布

3、置，構(gòu)成陣列結(jié)構(gòu)。在偏置磁場(chǎng)和周期性交變磁場(chǎng)的共同作用下，當(dāng)整個(gè)結(jié)構(gòu)發(fā)生諧振時(shí)，利用波的疊加原理，使壓電片上接收到的應(yīng)力最強(qiáng)，最終提高換能器在高頻下的磁電電壓轉(zhuǎn)換系數(shù)和輸出電功率。
　　 ③通過(guò)Terfenol-D/PZT-8/彈性基板陣列層合實(shí)驗(yàn)樣品，介紹了層合材料的制備方法。構(gòu)建了磁-機(jī)效應(yīng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、磁-電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，對(duì)各實(shí)驗(yàn)部件的選用及設(shè)計(jì)思路進(jìn)行了闡述。用動(dòng)態(tài)測(cè)試方法對(duì)所制備樣品進(jìn)行性能測(cè)試，在實(shí)驗(yàn)室的測(cè)試裝置上對(duì)樣品