压电相对层状磁电复合材料性能的影响

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利用化学镀制备的层状磁电复合材料能够获得较大的磁电效应,特别是具有圆环结构的层状磁电复合材料在室温下就表现出优异的磁电性能,而备受关注。为了进一步增强磁电效应,探究磁电复合材料磁电性能的影响因素,本文从压电材料入手,通过调整结构因素、选取不同类型的压电相来制备磁电复合材料,分析压电相对层状磁电复合材料磁电性能的影响。本文首先证明了当压电圆环沿径向极化时所制备的磁电复合材料具有较好的磁电耦合效果。在此基础上,研究了压电圆环的高度以及壁厚对FeCo/PZT/FeCo圆环层状磁电复合材料磁电性能的影响。结果表明,当压电圆环的壁厚相同时,随着圆环高度的增加,FeCo/PZT/FeCo层状磁电复合材料的磁电转换系数逐渐增大,而共振频率逐渐减小;当压电圆环的高度相同时,随着圆环壁厚的增大,FeCo/PZT/FeCo层状磁电复合材料的磁电转换系数逐渐减小,但共振频率逐渐增大。本文还研究了FeCo/PMN-PT/FeCo层状磁电复合材料的磁电性能。结果表明,利用化学镀制备的FeCo层不受单晶基底取向的影响。同时,FeCo/PMN-PT/FeCo方块状磁电复合材料由于具有复杂的振动模式,导致其磁电转换系数αE出现了六个明显的共振峰,其中出现在170kHz附近的第一和第二共振峰是由于弯曲共振模式引起的,而出现在300kHz附近的第三至第六共振峰是由平面声波共振引起的。另外本文还选取了三种不同切型的PMN-PT单晶作为压电相制备了三种不同的磁电复合材料,通过性能对比发现,FeCo/<001>L×<0(1|-)1>W×<011>TPMN-PT/FeCo磁电复合材料的磁电转换系数最大,而FeCo/<0(1|-)1>L×<100>W×<011>TPMN-PT/FeCo的共振频率最大。
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