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随着科学技术的发展,人们对器件小型化、多功能化的要求越来越高,这就需要我们去探索同时具备两种或者两种以上功能的材料,而层状磁电复合材料是其中的典型代表。为了深入研究层状磁电复合材料的磁电耦合特性,本文设计了三种不同结构的层状磁电复合材料,依托自动化磁电测试系统,分别研究了夹持效应、非对称结构、悬臂梁下的非对称结构对层状磁电复合材料的振动模式以及磁电性能的影响。取得的主要实验结果如下:1、根据磁电耦合测试原理及所对应的材料体系,运用微扰测试方法,设计了自动化磁电测试系统。该系统包括硬件和软件部分,硬件部分达到了研究与应用所要求的高精度、高灵敏度等要求,软件部分基于Labview程序语言,自行设计了自动化测试软件,极大的提高了测试效率,降低了人为操作造成的误差。2、设计了 Terfenol-D/PZT/Terfenol-D(T/P/T)、Terfenol-D/PZT(T/P)、Terfenol-D/PZT/Glass(T/P/G)三种结构的层状磁电复合材料,研究了单面夹持对其振动模式的调控作用及其磁电系数的影响。结果表明:对称结构只有长度振动模式,而非对称结构同时具有弯曲振动和长度振动模式;夹持效应使两种共振模式的共振频率均向高频方向移动,同时提高了低共振频率下的一阶弯曲振动强度。3、设计了非对称Terfenol-D/PZT/Ni层状磁电复合结构,测试了 Terfenol-D和Ni的磁致伸缩特性及其厚度比对Terfenol-D/PZT/Ni磁电效应的影响。结果表明:Terfenol-D与Ni分别具有正的和负的磁致伸缩特性;在不同的外磁场条件下,两者的磁致伸缩强度不同;随着Ni厚度的增加,其负磁致伸缩效应随之增强。当偏置磁场为400 Oe时,随着Ni厚度的增加,二阶长度振动强度及对应的磁电耦合系数降低,而一阶弯曲振动强度与一阶长度振动强度及对应的磁电耦合系数增加;当偏置磁场为-50 Oe时,磁电耦合效应在Terfenol-D与Ni厚度比为1:1时最弱。4、设计了具有悬臂梁的非对称层状磁电复合结构Terfenol-D/PZT/Ni,探索了正负磁致伸缩层厚度比对振动模式以及磁电效应的影响。结果表明:该结构共出现六个共振频率,包括三个弯曲共振频率和三个长度共振频率。当偏置磁场为400 Oe时,二阶弯曲振动强度及其磁电耦合系数在Terfenol-D与Ni厚度比为1:1时达到最大,磁电耦合系数为1.38 V/cm·Oe,一阶弯曲振动强度及磁电耦合系数大幅度降低,而一阶弯曲振动及磁电耦合系数在Terfenol-D与Ni厚度比为1:2时达到最大,磁电耦合系数为1.34 V/cm· Oe,其它共振峰强度都大幅度降低。当偏置磁场为-50Oe时,只有Terfenol-D与Ni厚度比为1:1时,二阶弯曲振动强度及其磁电耦合系数达到最大,磁电耦合系数为0.78 V/cm·Oe,其它厚度比下的磁电耦合效应都较弱。上述实验有助于设计磁电耦合效应更强、稳定性更高、功耗更低的层状磁电复合材料,同时对研究层状磁电复合材料的的振动模式及其磁电耦合效应有一定的指导作用。