本文針對水下無人航行器的前視聲吶、反蛙人聲吶和精細(xì)成像聲吶等對高頻寬帶大波束開角換能器的需求,開展三相壓電復(fù)合材料及其曲面換能器的研究,通過開發(fā)三相壓電敏感材料研制新型的寬帶大波束開角換能器,主要包括三相壓電復(fù)合材料和換能器兩部分研究。論文基于1-3系壓電復(fù)合材料,提出一種改進(jìn)的三相壓電復(fù)合材料結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)由壓電陶瓷、環(huán)氧樹脂和硅橡膠三相材料構(gòu)成壓電復(fù)合材料。它突破了傳統(tǒng)1-3型壓電復(fù)合材料兩相材料組成的結(jié)構(gòu),既提高了復(fù)合材料的機(jī)電耦合系數(shù),又解決了復(fù)合材料曲面成型的難題。針對三相壓電復(fù)合材料,首先應(yīng)用串并聯(lián)理論和等效參數(shù)理論,建立復(fù)合材料的理論計算模型,通過模型計算復(fù)合材料等效性能參數(shù)與各相材料體積百分比的關(guān)系,實現(xiàn)復(fù)合材料成分配比的優(yōu)化設(shè)計。其次,基于壓電晶片的機(jī)電等效理論,建立復(fù)合材料的厚度振動頻率方程,實現(xiàn)了三相復(fù)合材料敏感元件的振動頻率設(shè)計。最后,應(yīng)用有限元軟件對三相壓電復(fù)合材料進(jìn)行仿真分析,進(jìn)一步優(yōu)化材料成分配比及曲率半徑的優(yōu)選范圍�；谇懈罟嘧⒎ㄌ剿魅鄩弘姀�(fù)合材料的制備工藝,建立三相壓電復(fù)合材料（平面和曲面）的制備工藝流程,并制備出平面和曲面三相壓電復(fù)合材料樣品。經(jīng)測試... 

【文章來源】：北京郵電大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：133 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１－１壓電復(fù)合材料的連通類型??

３?＞３??圖１－１壓電復(fù)合材料的連通類型??在以上連通類型的壓電復(fù)合材料中，１－３型壓電復(fù)合材料（圖１－２）應(yīng)用最??為廣泛［２３］。圖１－２中，一維連通的壓電小柱周期性的排布在三維連通的聚合物??中，壓電小柱沿厚度方向極化，電極被覆在上下表面。在平行于極化方向上，??壓電小柱與聚合物并聯(lián)，復(fù)合材料仍可保持較高的壓電性。在垂直于極化方向??上，壓電小柱與聚合物相串聯(lián)，削弱了壓電小柱間的橫向耦合效應(yīng)，復(fù)合材料??能夠獲得更為純凈的厚度振動，進(jìn)而提高了厚度機(jī)電耦合系數(shù)［２４，２５］。聚合物的??加入不僅降低了材料的硬度和脆性，還降低了材料的相對介電常數(shù)和特性阻抗??（低的特性阻抗更易于與水介質(zhì)匹配）。另外

技大學(xué)王麗坤等人提出了保留陶瓷基底的１－３復(fù)合材料［４３］，如圖１－４所示。保留陶瓷基底后，１更加簡單，并且復(fù)合材料的機(jī)械穩(wěn)定性和溫度大學(xué)的張凱等人研制了一種１－１－３型壓電復(fù)合材一維連通的壓電小柱和一維連通的金屬細(xì)柱串接物中。利用該復(fù)合材料的一階、二階和三階厚度寬的拓展［４５］。??２７７２＾＾＾Ｓ２２２２ＳＳＳＳ２Ｓ２＾＾ｉ?＾￡２?物＿杉後１１１１?＂＊＿＿＿｜＇？；｜?：ｎ；Ｉ?｜：ｉ?１��；：；：?ｊ：：：ｋ電陶瓷柱聚合物陶瓷基底?，．＇．．’“’．”．“．”＿．＇＂似’一－４?１－３－２型壓電復(fù)合材料?圖］－５?１－１－３型壓電復(fù)合技大學(xué)的秦雷、米徐慧等人也研制出另一種結(jié)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]基于超磁致伸縮材料的水聲換能器研究[D]. 陳文藝.杭州電子科技大學(xué) 2015
[2]分電極球形發(fā)射換能器研究[D]. 冷潔.哈爾濱工程大學(xué) 2013
[3]2-2型壓電復(fù)合材料換能器徑向振動特性研究及有限元仿真[D]. 李爭彩.陜西師范大學(xué) 2008



本文編號：2999745