柔性磁扭电器件的磁电效应研究与结构优化

【摘要】磁电效应是磁电材料特殊结构引起的的一种内部相互作用，具有磁电效应的器件由于在存储、传感、换能、变压等现代电子技术方面的应用而广受关注，从而推动着磁电效应研究的进展。柔性磁扭电器件是一种新型磁电器件，具有强大的磁电效应，其为一种磁扭电器件，磁扭电器件由永磁体/压电相组成，改进后的柔性磁扭电器件由压电相与弹性支撑层粘接而成，外加交变磁场与支撑层上安装的永磁体相互耦合可产生强大的磁电效应。柔性磁扭电器件与传统层状磁电器件不同，它不包含磁致伸缩材料，结构简单，成本低廉，制作工艺流程简便，磁电系数大，能有效地检测电磁场信号和实现磁电能量转换，与现代电子电路兼容性强，所以本文以一种新颖的柔性磁扭电器件作为研究重点。本文首先介绍了传统磁电材料的制备方法、结构组成及磁电效应的产生机理，分析了传统磁电器件的发展瓶颈，进而对一种由永磁体/压电相/弹性层复合而成的磁扭电器件的耦合场理论进行了机理解释，阐述其基本原理，在此基础上设计了结构优化的柔性磁扭电器件，研究其磁电效应，优化其结构尺寸，完善制备工艺，并设计制造了相关实验装备，减小制作环节产生的偏差，完善测试装备使重复测试的偏差控制在千分之五的范围内。本文类比分析了柔性磁扭电器件的物理模型，研究了柔性磁扭电器件的低频准静态磁电特性，明确了磁电系数与磁电器件的长度、厚度，材料的剩磁、压电常数、介电常数、弹性常数、外部施加磁场等一系列的关系，讨论了影响器件磁电系数的主要的因素，根据这些制约因素选择具有最佳参数的PVDF(聚偏氟乙烯)高分子压电材料作压电相，分别采用不锈钢、铝、铜、聚酰亚胺高分子镀铜薄膜作弹性支撑层。研究了在压电相厚度尺寸不变的情况下，磁电系数随弹性层厚度变化的规律，取得相应的变化曲线,并获得优化厚度。本文同时研究了上述柔性磁扭电器件的谐振磁电效应，研究了谐振时在压电相厚度尺寸不变的情况下，磁电系数随弹性层厚度变化的规律，取得相应的变化曲线，根据这些曲线工程技术人员可以通过选取最佳的弹性层厚度尺寸获得最大的磁电电压转换系数，本文为此提供了有力的数据分析与理论支持。
【作者】吉红伟；
【导师】邢增平；李润伟；许小红；
【作者基本信息】山西师范大学，材料学，2014，硕士
【关键词】磁电效应；柔性磁扭电器件；磁电电压系数；厚度比；

【参考文献】
[1]梁永恩,臧亚南,唐慧颖,苗阳阳,陈岩,吕欢.工程胎胎面胶耐老化性能研究[J].江苏建筑职业技术学院学报.
[2]许磊.中国协商民主的特点、困境及调适策略研究[D].吉林大学,政治学理论,2014,硕士.
[3]赵君钦.红外警戒系统中行人检测与识别技术研究[D].国防科学技术大学,信息与通信工程,2012,硕士.
[4]吴思.论我国反垄断法对中小企业的保护[D].河北经贸大学,经济法,2013,硕士.
[5]闫苏.乐金公司人力资源风险管理问题的研究[D].吉林大学,工商管理,2013,硕士.
[6]刘丽婷.高选择性高灵敏度糖肽富集及质谱检测新技术与新方法[D].复旦大学,分析化学,2013,博士.
[7]祁广星.密封混凝土早龄期徐变模型[D].北京交通大学,2014.
[8]林巧.考虑多种因素下权益指数年金的定价[D].重庆大学,概率论与数理统计,2014,硕士.
[9]杨斐.论汉英翻译中文化差异造成的翻译障碍和应对策略[D].苏州大学,翻译,2012,硕士.
[10]吴世曾.地震作用下公路桥梁的车桥耦合振动分析[D].重庆交通大学,桥梁与隧道工程,2012,硕士.
[11]胡二军.农业保险对我国粮食生产的影响[D].苏州大学,金融学,2012,硕士.
[12]陆文骏.有源大电容器标准的理论与制作[J].宇航计测技术.1989(01)
[13]王华忠,徐蔚亚,徐兆涛,匡斌,马在田.DMO和叠前时间偏移的共同起点[J].石油地球物理勘探,2002,03:224-229+306.
[14]郑晓杰,林胜利,聂小华,许丹.温度对鸡骨酶解液-木糖美拉德反应产物中非挥发性物质的影响[J].食品与发酵工业.
[15]陈继新.关于厦门市发展膜技术产业的建议[J].中国工程咨询.2002(12)
[16]余雯.索拉非尼联合放射抗肝细胞癌效应的实验研究[D].复旦大学,肿瘤学,2013,博士.
[17]宋锦章.光学与声学超材料器件的吸收与散射[D].苏州大学,光学,2014,硕士.
[18]任千伟.基于ARM的G-SOFM图像识别算法研究和应用[D].辽宁工程技术大学,控制理论与控制工程,2012,硕士.
[19]周瑾.基于Kinect深度相机的三维人体重建技术研究[D].杭州电子科技大学,应用数学,2013,硕士.
[20]禧恩.内蒙古地区基本药物配送现状及对策研究[D].内蒙古大学,公共管理,2014,硕士.
[21]陈雷强.舵附推力鳍参数化设计及试验分析[D].武汉理工大学,船舶与海洋工程,2012,硕士.
[22]秦永军.海洋细菌Zunongwangia sp.两种α-淀粉酶基因的克隆、表达与酶学性质分析[D].华中农业大学,生物化学与分子生物学,2014,硕士.
[23]高磊红,骆舒心,仇记清,雷和稳,段惠敏.一类复杂工业生产过程中的数据挖掘[J].河北化工,2003,06:55-57.
[24]鲁效翠.论科马克·麦卡锡“边境三部曲”的怀旧主题[D].华中师范大学,比较文学与世界文学,2013,硕士.
[25]牛敏强.高速公路机电设备备件三级库存管理研究[D].西南交通大学,工商管理,2012,硕士.
[26]谢毅.安化县与溆浦县毗邻地带的方言分界[D].湖南师范大学,汉语言文字学,2004,硕士.
[27]王甲.人脂肪间充质干细胞与兔角膜内皮细胞的体外分离培养及共培养研究[D].大连医科大学,眼科学,2012,硕士.
[28]刘洋.基于宏程序数控车削非圆曲线刀具轨迹拟合研究[D].国防科学技术大学,航天工程,2012,硕士.
[29]贺佳.《墉城集仙录》的教育思想[D].山西师范大学,教育史,2013,硕士.
[30]霍晟.马克思主义道德观与当代大学生道德建设研究[D].云南农业大学,马克思主义基本原理,2013,硕士.
[31]何煦.侵权法中的无过错责任研究[D].吉林大学,法律,2012,硕士.
[32]万红艳.国有农场地权的互动建构[D].华中师范大学,社会工作,2013,硕士.
[33]余大民.原油压力密闭集输流程的存在问题及改进措施[J].油田地面工程.1989(06)
[34]郝晓青.综合交通枢纽客流状态智能分析[D].北方工业大学,检测技术与自动化装置,2014,硕士.
[35]肖磊.基于云计算的移动商务研究与实现[D].南昌航空大学,控制工程（专业学位）,2013,硕士.
[36]何振峰,杭小树,熊范纶.一种基于时间窗口的数据预处理算法[J].小型微型计算机系统,2004,01:89-92.
[37]刘云溪.归化与异化：评析《名利场》两个汉译本[D].华东师范大学,英语语言文学,2013,硕士.
[38]胡廷鹤.基于多代理粒子群算法的电力系统无功优化研究[D].广东工业大学,电力系统及其自动化,2013,硕士.
[39]秦小雅.民事执行难解决对策研究[D].山东财经大学,民商法学,2012,硕士.
[40]杨晋鲁.《油菜花开》篇章语义网络研究[D].渤海大学,语言学及应用语言学,2013,硕士.
[41]謝坤.嶽麓書院藏秦简《數》校理及數學專門用語研究[D].西南大学,漢語言文字學,2014,硕士.
[42]徐慧.从文化价值观角度看中美花木兰形象差异[D].湖北工业大学,外国语言学及应用语言学,2013,硕士.
[43]张楠,夏禾.铁路桥梁在高速列车作用下的动力响应分析[J].工程力学,2005,03:144-151.
[44]蒋立新,施行觉.高频条件下砂岩波速与多孔隙介质流体含量关系的研究[J].石油地球物理勘探,1998,03:355-362+422.
[45]王聪聪.稻瘟病菌中受MoSoml调控的部分基因的敲除及功能分析[D].浙江大学,植物病理学,2013,硕士.
[46]潘婷婷.波兰学生习得汉语副词“就”、“才”偏误研究[D].吉林大学,语言学及应用语言学,2014,硕士.
[47]张子妹.论国家管辖豁免中“商业交易”行为的认定[D].首都经济贸易大学,法律（专业学位）,2014,硕士.
[48]余泽通.基于游离金刚石磨料的SiC单晶片（0001）C面研磨研究[D].南京理工大学,机械工程,2012,硕士.
[49]阿洛德卡恩（ARODHLALKARN）.社会化媒体营销[D].哈尔滨工业大学,企业管理,2013,硕士.
[50]彭昱.条码在在制品生产管理中的应用研究[D].南京航空航天大学,2005.