磁電材料是同時(shí)具有鐵電性和鐵磁性的一類多鐵性材料,可進(jìn)行鐵電和鐵磁耦合產(chǎn)生磁電效應(yīng)。由鐵磁材料和鐵電材料復(fù)合得到的磁電復(fù)合材料因具有較大的磁電耦合系數(shù)而成為一類應(yīng)用前景廣闊的新型功能材料。本文選擇了 Pb（Zr,Ti）O3（PZT）壓電陶瓷為鐵電材料,以粉末粘接Tb1-xDyxFe2-y（Terfenol-D）和 Ni 為鐵磁材料,分別制備了 Terfenol-D/PZT 和Terfenol-D/PZT/Ni兩個(gè)體系的磁電耦合材料。研究了鐵磁相種類、環(huán)氧樹脂含量和制備工藝對(duì)單/多極（0-3-2）環(huán)型磁電復(fù)合材料的影響機(jī)制,并對(duì)原型磁能收集器件進(jìn)行了探索,取得了如下研究結(jié)果。設(shè)計(jì)并制備了粘接Terfenol-D/PZT體系的（0-3-2）環(huán)型新型磁電復(fù)合材料。利用環(huán)型PZT本身作為模具,通過(guò)“一步法”在室溫下直接將Terfenol-D/環(huán)氧樹脂混合物壓入并固化到PZT內(nèi)制得。研究了 Terfenol-D與環(huán)氧樹脂比例、Terfenol-D粒度、固化條件和PZT環(huán)尺寸對(duì)其磁電耦合性能的影響。當(dāng)環(huán)氧樹脂質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14wt%,Terfenol-D粒度為100-150 μm時(shí),直徑15mm的單極... 

【文章來(lái)源】：北京科技大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：109 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 引言
2 研究背景
    2.1
        2.1.1 多鐵性
        2.1.2 鐵電效應(yīng)與壓電材料
        2.1.3 鐵磁效應(yīng)與磁致伸縮材料
        2.1.4 磁電效應(yīng)與磁電材料
    2.2 磁電復(fù)合材料及器件研究進(jìn)展
        2.2.1 概況和發(fā)展歷程
        2.2.2 復(fù)合結(jié)構(gòu)及復(fù)合方法研究進(jìn)展
        2.2.3 器件及應(yīng)用研究進(jìn)展
    2.3 研究目的和意義
    2.4 主要研究?jī)?nèi)容
3 單極環(huán)型磁電復(fù)合材料的設(shè)計(jì)與性能
    3.1 (0-3-2)環(huán)型Tb_(1-x)Dy_xFe_(2-y)/Pb(Zr,Ti)O_3磁電復(fù)合材料的設(shè)計(jì)
        3.1.1 (0-3-2)環(huán)型體系鐵電相的選擇
        3.1.2 (0-3-2)環(huán)型體系鐵磁相的選擇
        3.1.3 (0-3-2)環(huán)型磁電復(fù)合材料的設(shè)計(jì)及制備
    3.2 (0-3-2)環(huán)型Tb_(1-x)Dy_xFe_(2-y)/Pb(Zr,Ti)O_3磁電耦合性能表征
        3.2.1 (0-3-2)磁電耦合表征及測(cè)試系統(tǒng)建構(gòu)
        3.2.2 固化條件及鐵磁相構(gòu)成對(duì)(0-3-2)型的性能調(diào)控
        3.2.3 Pb(Zr,Ti)O_3環(huán)尺寸對(duì)(0-3-2)環(huán)型磁電性能調(diào)控
        3.2.4 (2-2)等效模型與(0-3-2)型性能對(duì)比分析
    3.3 本章小結(jié)
4 多極環(huán)型磁電復(fù)合材料的設(shè)計(jì)與性能
    4.1 P-T-P多極環(huán)型磁電復(fù)合材料的設(shè)計(jì)及表征
        4.1.1 T-P、P-T-P、T-P-T-P的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        4.1.2 多級(jí)環(huán)型磁電復(fù)合材料的耦合表征
        4.1.3 T-P、P-T-P、T-P-T-P的磁電性能的結(jié)構(gòu)調(diào)控
        4.1.4 本征方程計(jì)算
        4.1.5 P-T-P結(jié)構(gòu)計(jì)算
        4.1.6 自由面和有效面對(duì)磁電性能的調(diào)控分析
    4.2 TDE/PZT/Ni環(huán)型多極磁電復(fù)合材料
        4.2.1 PZT/Ni結(jié)構(gòu)的制備工藝
        4.2.2 PZT/Ni環(huán)型磁電復(fù)合材料磁電性能表征
        4.2.3 TDE/PZT/Ni結(jié)構(gòu)的性能與表征
    4.3 本章小結(jié)
5 基于(0-3-2)環(huán)型磁電材料的原型磁能收集器件探索
    5.1 基于TDE/PZT (0-3-2)環(huán)型磁電材料的磁能收集器設(shè)計(jì)
        5.1.1 設(shè)計(jì)思路
        5.1.2 Stray Magnetic Energy的估算
        5.1.3 磁能收集器及電路設(shè)計(jì)
    5.2 TDE/PZT磁能收集器效能分析及討論
    5.3 本章小結(jié)
6 結(jié)論及創(chuàng)新點(diǎn)
    6.1 結(jié)論
    6.2 創(chuàng)新點(diǎn)
參考文獻(xiàn)
在學(xué)研究成果
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Bonded Terfenol-D composites with low eddy current loss and high magnetostriction[J]. TIAN Jianjun,ZUO Zhijun,PAN De’an,and ZHANG Shengen School of Materials Science and Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China.  Rare Metals. 2010(06)
[2]薄膜型超磁致伸縮微執(zhí)行器的研究現(xiàn)狀[J]. 賈振元,武丹,楊興,郭東明,郭麗莎.  壓電與聲光. 2000(03)



本文編號(hào)：3415778