Terfenol-D-PZT和彈性基板陣列換能器的磁電效應研究.pdf

1、磁電復合材料可以實現(xiàn)磁能與電能之間的相互轉換，能夠應用于磁場檢測、微波泄漏監(jiān)測、電磁場能量轉換等領域。與顆粒混合結構相比層合結構具有更高的磁電電壓轉換系數(shù)，本課題組提出將塊狀磁致伸縮材料和壓電材料復合到彈性基板上，構成一種采用彈性基板的三相磁電陣列結構，相比磁致伸縮材料和壓電材料層合的兩相磁電復合結構，在諧振時該陣列結構具用更高的磁電電壓轉換系數(shù)。針對這種陣列結構，主要研究工作如下：
　　 ①通過理論分析了在交變磁場作用下陣列換

2、能器的受迫振動特性、引入彈性基板對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中傳播時的疊加作用。在磁-機效應實驗中，使用多普勒測振儀分別測試了Terfenol-D塊體在粘貼到彈性基板表面前后的振動速度，并進行了比較。利用壓電片PZT-8的逆壓電效應，使用多普勒測振儀分別測試了壓電片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布

3、置，構成陣列結構。在偏置磁場和周期性交變磁場的共同作用下，當整個結構發(fā)生諧振時，利用波的疊加原理，使壓電片上接收到的應力最強，最終提高換能器在高頻下的磁電電壓轉換系數(shù)和輸出電功率。
　　 ③通過Terfenol-D/PZT-8/彈性基板陣列層合實驗樣品，介紹了層合材料的制備方法。構建了磁-機效應實驗系統(tǒng)、磁-電效應實驗系統(tǒng)，對各實驗部件的選用及設計思路進行了闡述。用動態(tài)測試方法對所制備樣品進行性能測試，在實驗室的測試裝置上對樣品