压电陶瓷/永磁体复合结构中的自偏置磁力驱动磁电效应任务书
2020-04-29 19:56:51
1. 毕业设计(论文)的内容和要求
磁电效应研究由于其广泛的应用前景自本世纪初以来引起持续的关注,并取得诸多成果。混相和复合的磁电材料由铁磁-铁电材料复合而成,其磁电效应均依赖于其中铁磁体的磁致伸缩效应。自上世纪50年代观察到稀土铁磁合金中的超大磁致伸缩以来,磁致伸缩效应研究至今未见显著进展,从而,依赖于磁致伸缩的磁电效应研究亦难以有较大突破。因此,设计出不依赖于磁致伸缩的磁电效应器件成为进一步拓展磁电效应研究的一个重要方向。
高磁导铁磁材料mn1-xznxfe2o4/压电材料pzt复合结构通过高磁导磁体之间的磁场相互作用形成的磁力使pzt压电体发生形变从而获得磁电效应。实验表明,磁力磁电效应比依赖于磁致伸缩的磁电效应更强,并具有磁场频率响应更宽泛、结构形式多样、共振频率可调的特点。但是这一器件仍需外加一定的直流偏置磁场才能得到最佳工作条件,这不利于该器件的广泛应用。
本课题将以永磁体ndfeb替代高磁导率铁氧体,设计一种压电陶瓷/永磁体复合结构,旨在其中实现较强的自偏置磁电效应,从而有利于磁电器件的广泛应用。主要研究内容包括:(1)设计和制备pzt/ndfeb复合结构磁力磁电器件;(2)测量无磁场偏置条件下该结构中的磁电效应;(3)研究磁隙大小对磁电效应强度和谐振频率的影响;(4)研究磁芯大小对磁电效应的影响;(5)研究输出信号和输入信号之间的响应关系;(6)对实验测量结果进行理论分析和讨论。为了凸显本研究的意义,可将本课题的实验结果与文献中其它方法实现的自偏置磁电效应进行比较,如功能梯度材料中的自偏置磁电效应。比较材料的成本,自偏置磁电效应的强度,器件的尺寸,谐振频率的位置等。
2. 参考文献
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[3] c. w. nan, m. i. bichurin, s. x. dong, d. viehland, and g. srinivasan, j.appl. phys. 103, 031101 (2008)
3. 毕业设计(论文)进程安排
2019.1-2019.2:开题报告,文献翻译;
2019.3-2019.4:样品设计和制备,实验测量;
2019.5-2019.6:实验结果分析,论文撰写,论文答辩