鐵電材料、鐵磁材料以及電磁復(fù)合材料都是十分重要的功能材料,在航空航天、人工智能、微機電系統(tǒng)、智能傳感器等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用,為人類社會的發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)。在實際應(yīng)用中,它們可能會受到外部力場、電場、磁場或者是多場共存的干擾和沖擊,復(fù)雜的服役環(huán)境將導(dǎo)致其性能和使用壽命的降低。因此,研究鐵電材料、鐵磁材料、磁電復(fù)合材料等功能材料的多場耦合行為,掌握其在多場耦合環(huán)境下的性能變化規(guī)律以及失效機理是一項極具應(yīng)用價值和意義的工作。本文首先建立了力電磁條件下鼓包本構(gòu)模型;然后以PZT薄膜、Ni膜和PZT/Ni薄膜為研究對象,在力電磁多場耦合鼓包測試平臺上進(jìn)行多場耦合測試。具體內(nèi)容及結(jié)果歸納如下:（1）建立了鐵電材料鼓包本構(gòu)模型,并進(jìn)行了PZT薄膜的力電耦合性能測試。純力場條件下,得到PZT薄膜彈性模量和殘余應(yīng)力分別為93.5 GPa和37.3MPa。力電耦合條件下,得到了PZT薄膜橫向壓電系數(shù),當(dāng)外加電壓由2 V增至14 V時,橫向壓電系數(shù)的絕對值由29.3 pm/V增加到46.4 pm/V。外加油壓使得PZT薄膜矯頑電場增加了11.11%,剩余極化強度和飽和極化強度分別降低了11.36%和1... 

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鐵電材料
    1.3 鐵磁材料
    1.4 多鐵性材料
        1.4.1 復(fù)合磁電材料的分類
        1.4.2 磁電耦合效應(yīng)
    1.5 鼓包測試方法的理論模型與研究現(xiàn)狀
        1.5.1 鼓包測試方法的理論模型
        1.5.2 鼓包測試方法的發(fā)展與研究現(xiàn)狀
    1.6 本論文的選題意義和主要研究內(nèi)容
第2章 力電條件下鐵電薄膜鼓包模型建立及測試分析
    2.1 力電條件下鐵電薄膜鼓包模型建立
        2.1.1 圓形窗口鼓包模型
        2.1.2 方形窗口鼓包模型
    2.2 PZT薄膜力電耦合測試分析
        2.2.1 PZT薄膜形貌表征
        2.2.2 不同油壓對PZT薄膜電滯回線的影響
        2.2.3 PZT薄膜純力場鼓包測試
        2.2.4 PZT薄膜力電耦合鼓包測試
    2.3 不同條件下PZT薄膜力電耦合鼓包測試的預(yù)測分析
        2.3.1 殘余應(yīng)力對PZT薄膜力電耦合鼓包測試的影響
        2.3.2 薄膜厚度對PZT薄膜力電耦合鼓包測試的影響
        2.3.3 窗口尺寸對PZT薄膜力電耦合鼓包測試的影響
    2.4 本章小結(jié)
第3章 力磁條件下鐵磁薄膜鼓包模型建立及測試分析
    3.1 力磁條件下鐵磁薄膜鼓包模型建立
    3.2 Ni膜力磁耦合測試分析
        3.2.1 不同油壓對Ni膜磁滯回線的影響
        3.2.2 Ni膜純力場鼓包測試
        3.2.3 Ni膜力磁耦合鼓包測試
    3.3 不同條件下Ni膜力磁耦合鼓包測試的預(yù)測分析
        3.3.1 殘余應(yīng)力對Ni膜力磁耦合鼓包測試的影響
        3.3.2 膜厚對Ni膜力磁耦合鼓包測試的影響
        3.3.3 窗口尺寸對Ni膜力磁耦合鼓包測試的影響
    3.4 本章小結(jié)
第4章 力電、力磁條件下雙層電磁薄膜鼓包模型建立及測試分析
    4.1 力磁條件下雙層電磁薄膜鼓包模型建立
    4.2 力電條件下雙層電磁薄膜鼓包模型建立
    4.3 PZT/Ni雙層電磁薄膜多場耦合測試分析
        4.3.1 不同電壓對PZT/Ni薄膜磁滯回線的影響
        4.3.2 外加磁場作用下PZT/Ni薄膜鼓包測試
    4.4 不同條件下PZT/Ni薄膜力磁耦合鼓包測試的預(yù)測分析
        4.4.1 殘余應(yīng)力對PZT/Ni薄膜力磁耦合鼓包測試的影響
        4.4.2 窗口尺寸對PZT/Ni薄膜力磁耦合鼓包測試的影響
    4.5 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
    5.1 工作總結(jié)
    5.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄A: 個人簡歷、攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文



本文編號：3712475