面向低頻交流磁場檢測的磁電復合材料的研究.pdf

1、磁電效應(yīng)分為正磁電效應(yīng)和逆磁電效應(yīng)，分別是材料在磁場的作用下產(chǎn)生電極化或者在電場的作用下產(chǎn)生誘發(fā)磁化的現(xiàn)象。具有磁電效應(yīng)的材料稱為磁電材料，其磁電轉(zhuǎn)化效率用磁電轉(zhuǎn)換系數(shù)來描述。基于磁電效應(yīng)的磁電傳感器具有很多優(yōu)點，例如靈敏度和分辨力高、響應(yīng)頻率范圍寬、室溫工作、被動探測、功耗低以及制備工藝簡單，因為其分辨率可以達到pTesla（10-12T）甚至fTesla（10-15T）級別，所以有望被廣泛運用于地磁場，生物磁場等微弱磁場的探測中。<

2、br>　　本文以磁電層合結(jié)構(gòu)為研究對象，針對低頻交流磁場的探測。從理論和實驗兩個方面研究了如何提高磁電復合材料在低頻下的磁電轉(zhuǎn)換系數(shù)以及盡量擴寬可用頻率范圍。理論方面，分別用格林方程法和等效電路法進行了靜態(tài)分析和針對諧振頻率下磁電轉(zhuǎn)換系數(shù)的動態(tài)分析，實驗方面，首先結(jié)合理論知識，基于諧振頻率的影響因素，設(shè)計了多種方法，多方面探索提高低頻下磁電轉(zhuǎn)換系數(shù)的途徑。然后利用搭建的磁電效應(yīng)測試系統(tǒng)對磁電層合結(jié)構(gòu)樣品的磁電輸出響應(yīng)進行了測量，對實驗結(jié)

3、果進行分析，并針對前面暴露出來不足之處對設(shè)計方案進行進一步的改良，設(shè)計出最終方案，通過實驗證明它能滿足要求。
　　本文創(chuàng)新之處在于針對磁電傳感器在低頻交流磁場的探測所遇到的問題，通過大量理論分析和實驗分析，設(shè)計出了能同時提高低頻下磁電轉(zhuǎn)換系數(shù)，擴寬工作頻率帶寬的磁電復合材料的新結(jié)構(gòu)。
　　實驗測試結(jié)果表明，通過適當增大磁電復合材料尺寸，采用梯度磁化磁致伸縮材料以及端點粘結(jié)法，在不需要外加偏置磁場的情況下降低諧振頻率同時增加了