撓曲電效應參數測定技術的研究.pdf

1、撓曲電效應(Flexoelectricity effect)存在于所有介電材料中，指的是應變梯度與電極化強度之間的力電耦合關系。一些高耦合系數的撓曲電材料不含鉛，兼具力電耦合性能和環(huán)保性能，基于撓曲電材料的特殊力電耦合機理及優(yōu)良特性，可以利用它極大地提升傳感與驅動功能，使其在傳感、驅動、微納機電系統(tǒng)、結構健康監(jiān)測、能量收集等領域均具有極大應用前景。針對介電材料的撓曲電效應，本文系統(tǒng)分析了撓曲電產生機理，根據橫向撓曲電效應和縱向撓曲電效應

2、理論模型，構建撓曲電材料耦合系數測量實驗平臺，制備撓曲電材料及試樣，對其進行了力學性能等方面的研究。
　　主要的研究工作如下:
　　1、介紹了正逆撓曲電效應的基礎知識和理論，闡述了撓曲電系數的定義及物理意義，詳細論述了用來計算橫向撓曲電系數的懸臂梁力學模型和用來計算縱向撓曲電系數的梯形臺力學模型，推導出由應變梯度引起的撓曲電極化強度表達式，給出了橫向撓曲電系數和縱向撓曲電系數的計算公式。
　　2、分析了撓曲電材料耦合系

3、數測量實驗中的各關鍵環(huán)節(jié)，針對各問題，提出了測定撓曲電系數的實驗方案，利用鎖定放大器和壓電微驅動器以及超景深三維顯微鏡構建測試平臺，使用壓電微驅動器激勵試樣，采用超景深三維顯微鏡和鎖定放大器精確測量微電量及微位移，進而準確測定撓曲電系數。
　　3、研究了撓曲電材料鈦酸鍶鋇(Ba0.75Si0.25TiO3)陶瓷的制備，并對其力學性能進行分析。自行設計了完善的實驗方案，在室溫下對鈦酸鍶鋇試樣進行了研究，測量了縱向撓曲電系數μ11以及