1. 磁电效应

1.1 经典磁电效应

磁电效应包括两部分，磁场电效应和狭义的磁电效应。磁场对通电流的介质所引起的效应称之为磁场电效应；在介的外部增加一个电场改变其磁学性质，亦或在介质的外部增加一个磁场来改变电学性质的效应，称之为磁电效应。^[1~3]

磁电复合材料，即将磁致伸缩材料和压电材料复合而成的材料，能够表现出很强烈的磁电效应。其原理为在磁致伸缩相发生的磁力耦合和在压电相发生的力电耦合，经过相界面应力传递作用再相互发生耦合，即磁致伸缩效应及压电效应经过乘积效应协同作用实现磁电效应：

为使获得较好的磁电效应，层合磁电复合材料应尽可能采用压电系数和磁致伸缩系数较大的材料。压电相通常使用PZT压电陶瓷，其原因是它具有压电性能优良的特点，且价格相对比较便宜；而磁致伸缩相使用较为广泛的是超磁致伸缩稀土合金材料(Tb_0.3Dy_0.7)Fe₂(Terfenol-D)，不过其成本相对较高。^[4~9]目前，许多研究以Terfenol-D为基础的层合磁电材料为研究对象，大部分的磁电电压系数都在400～5000 mV/cmOe。

目前研究较多的磁电复合材料结构包括：混合相，板复合材料，梯度复合材料和异型结构复合材料。^[10~15]

1.2 磁力驱动磁电材料

由铁磁相和铁电相组成的混合相和板状复合材料中的磁电效应在很大程度上依赖于所涉及的铁磁相的磁致伸缩效应。然而，自20世纪50年代观察到稀土铁磁合金中的超磁致伸缩效应以来，磁致伸缩效应并没有取得多大进展，使得依赖于磁致伸缩效应的磁电效应难以得到很大改善。^[16]另一方面，界面耦合的性质极大地影响了复合材料中的磁电效应，不易控制。所有这些因素都阻碍和限制了复合磁电效应的进一步的增强及其应用。因此，开发独立于磁致伸缩效应的磁电装置已成为磁电效应研究的重要方向。最近，Ru Zhang等利用高磁导率铁氧体之间较强的磁力驱动压电片振动，实现了较强的磁力驱动磁电效应。^[17-18]