曹鸿霞
,
李敏
,
张闯
,
刘清惓
,
王友保
复合材料学报
基于压电相和磁致伸缩相的本构方程以及弹性体的运动方程,简要推导了一维机电谐振模式下压电-磁致伸缩双层磁电复合材料横向磁电电压系数的表达式.采用相应的材料参数计算分析了Tb1-xDyxFe2-y(TDF)-Pb(Zr,Ti)O3(PZT)双层磁电复合材料的横向磁电电压系数与交流磁场频率的关系,以及复合材料的长度和压电相体积分数对机电谐振频率的影响.计算与分析结果表明,双层磁电复合材料在机电谐振频率处具有明显的磁电响应特性.当有效机械品质因数为50,在谐振频率55.2 kHz处横向磁电电压系数达到峰值11.2V·cm-1·Oe-1,是低频下峰值(281.9 mV·cm-1·Oe-1)的40倍.机电谐振频率随复合材料长度的减小和压电相体积分数的增加而上升.实验结果说明TDF-PZT双层磁电复合材料在机电谐振频率处具有显著增强的磁电效应,实际有效机械品质因数约为48.
关键词:
磁电效应
,
机电谐振
,
谐振频率
,
TDF
,
PZT
曹鸿霞
,
刘清惓
,
王友保
复合材料学报
利用弹性力学模型,推导了低频下磁致伸缩-压电双层复合材料中磁电电压系数的表达式,计算了Tb1-xDyxFe2y-BaTiO3层状复合材料中的横向磁电耦合.采用溶胶-凝胶法制备1.0％(摩尔分数)Mn掺杂BaTiO3(BaTb9Mn0.01O3-δ)压电陶瓷片.将Mn掺杂BaTiO3与Tb1-xDyxFe2-y胶合制成双层和三层复合材料,研究了复合材料在低频下的横向磁电效应.XRD和DSC分析结果表明,室温下Mn掺杂BaTiO3保持了其四方钙钛矿结构,降低了BaTiO3的居里点和相变潜热.在约33 kA/m偏置磁场下,Tb.xDyx Fe2y-BaTi0.99M n00.01O3+δ和Tb1-xDyx Fe2-y-BaTi0.9M n00.01O3+δ-Tb1 xDyxFe2-y的横向磁电耦合峰值分别为529.4 mV/A和1659.5 mV/A,分别是Tb1-xDyx Fe2y-BaTiO3和Tb1-x DyxFe2y-BaTiO3-Tb1-xDyxFe2-y的1.48和1.45倍.三层复合材料的横向磁电电压系数约是同类双层的3倍多.
关键词:
磁电效应
,
层状复合物
,
掺杂BaTiO3
,
Tb1-xDyxFe2-y(TDF)
,
压电材料
