采用彈性基底的壓磁壓電層合結構的磁電響應研究.pdf

1、將超磁致伸縮材料（GMM）、壓電材料（PZT-5H）復合于彈性基底上，構造了一種新型的磁電換能器—GMM/彈性基底/PZT層狀復合結構。當激勵磁場的頻率等于或者接近于彈性基底的固有頻率時，GMM產(chǎn)生的應力或應變，通過層間膠層的傳遞，驅動彈性基底振動并發(fā)生諧振，粘結于基底上的壓電材料的輸出電壓將達到極大，從而產(chǎn)生了磁電轉換。這種GMM/彈性基底/PZT層狀復合結構簡單，制備容易，而且磁電轉換系數(shù)大，諧振頻率可由彈性基底進行調(diào)控，是一種自發(fā)

2、電式的敏感結構，可以實現(xiàn)磁能和電能之間的轉換，并為滿足不同傳感器的頻帶需求提供可能。
　　本文首先采用Hamilton原理推導GMM/彈性基底/PZT層狀復合結構的運動方程，結合GMM和PZT的本構方程對層合結構的磁電響應進行理論推導，得到磁電電壓轉化系數(shù)與頻率的關系曲線。在推導過程中，考慮了層間膠層的傳遞作用，建立膠層形變模型，包括其縱向變形和剪切變形，將膠層的特性參數(shù)和幾何參數(shù)納入對GMM/彈性基底/PZT層狀復合結構的磁電響

3、應計算中。并討論了影響層合結構磁電響應的各主要因素。由于其磁電轉化能力與其層間磁機電相互作用緊密相連，因此在層合結構的諧振情況下，磁電電壓轉化系數(shù)最大，比在非諧振下的高1到2個數(shù)量級。通過分析層合結構的平均應變，可得到諧振下的平均應變比非諧振下的相應地高1到2個數(shù)量級。
　　通過GMM/彈性基底/PZT層合實驗樣片制備，介紹了層合材料的制備方法及注意事項，構建了磁電效應實驗系統(tǒng)，對實驗測試原理進行了闡述。用動態(tài)測試方法在自行研制的