骨的逆壓電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)探究.pdf

1、骨是具有壓電性的各向異性材料，然而由于骨的復(fù)雜的微觀結(jié)構(gòu)，其壓電性質(zhì)也非常復(fù)雜。骨內(nèi)由于應(yīng)力的作用產(chǎn)生電信號(hào)，電信號(hào)有可能影響到骨細(xì)胞的生長(zhǎng)，因此研究骨的壓電效應(yīng)有重要的現(xiàn)實(shí)意義。然而僅僅研究骨的正壓電效應(yīng)是不夠的，不足以全面掌握骨壓電效應(yīng)的具體性質(zhì)。因此也同樣需要我們對(duì)骨的逆壓電效應(yīng)進(jìn)行探究。
　　 本實(shí)驗(yàn)研究測(cè)量了牛骨薄梁試樣逆壓電效應(yīng)彎曲變形的位移。選取7個(gè)牛骨試件，分別在其厚度為1mm、0.8mm、0.6mm、0.5mm

2、、0.3mm(高度均為50mm，寬均為10mm)的狀態(tài)下進(jìn)行試驗(yàn)。牛骨試件被放置于由兩個(gè)電極板產(chǎn)生的外電場(chǎng)中(電極板外接高壓穩(wěn)態(tài)直流電源)。在外電場(chǎng)的作用下(外接電源分別在200V、400v、600v、800v、1000v的狀態(tài)下進(jìn)行實(shí)驗(yàn))骨試件會(huì)發(fā)生彎曲變形，即骨的力電性質(zhì)。利用高倍數(shù)字光學(xué)顯微鏡以及數(shù)字圖像處理技術(shù)觀測(cè)和計(jì)算骨試件自由端的位移。研究骨逆壓電效應(yīng)的各種性質(zhì)。
　　 通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：同一試件，隨著電壓的減小，試件位

3、移逐漸減小。不同試件之間，相同電壓作用下，試件位移雖然不同，但是隨著電壓的變化，其位移大小的變化趨勢(shì)是一樣的。同一試件，隨著厚度的減小，在相同電壓下試件位移變大。在外電場(chǎng)作用下不同試件之間，隨著厚度的變化(電壓相同)位移大小不同，但趨勢(shì)相同。不同的試件在相同厚度的情況下，相同外電壓作用下，位移大小不同，有的相差很大。
　　 同時(shí)實(shí)驗(yàn)研究了產(chǎn)生外電場(chǎng)的電極板在一端接地的情況下試件位移的大小及其它性質(zhì)。采用4種加載電場(chǎng)的方式進(jìn)行測(cè)試

4、，第1、2種加載方式以及第3、4種加載方式分別為不改變接地的電極而是通過(guò)電源輸出電壓的極性改變電場(chǎng)方向，然而前兩種加載方式與后兩種加載方式接地的極板方向不同，第1、2種加載方式右側(cè)極板接地，第3、4種加載方式左側(cè)極板接地。在通過(guò)改變電源輸出電壓的極性來(lái)改變電場(chǎng)方向的情況下，牛骨薄梁試樣在外電場(chǎng)作用下位移的方向沒(méi)有發(fā)生變化，且大小幾乎相同。而在通過(guò)儀器自身的改變(改變接地極板的方向)來(lái)改變電場(chǎng)方向的情況下，牛骨薄梁試樣在外電場(chǎng)作用下位移的