挠曲电效应参数测定技术的研究.pdf

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1、挠曲电效应参数测定技术的研究Theexperimentaltechnologyresearchonflexoelectriccoefficient专业名称固佳力堂2014年6月独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容以外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果，也不包含为获得江苏大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：曼屠届妣年莎月p日学位论文版权使用授权书江苏大学、中国

2、科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术期刊(光盘版)电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致，允许论文被查阅和借阅，同时授权中国科学技术信息研究所将本论文编入《中国学位论文全文数据库》并向社会提供查询，授权中国学术期刊(光盘版)电子杂志社将本论文编入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》并向社会提供查询。论文的公布(包括刊登)授权江苏大学研究生处办理。本学位论文属于不保密／。学位论文作者签名：王品品⋯签秭硌础年占月肛日砂。睁厶月f庆日江苏大学硕士学位论文摘要挠曲电效应(Flexoelectric

3、ityeffect)存在于所有介电材料中，指的是应变梯度与电极化强度之间的力电耦合关系。一些高耦合系数的挠曲电材料不含铅，兼具力电耦合性能和环保性能，基于挠曲电材料的特殊力电耦合机理及优良特性，可以利用它极大地提升传感与驱动功能，使其在传感、驱动、微纳机电系统、结构健康监测、能量收集等领域均具有极大应用前景。针对介电材料的挠曲电效应，本文系统分析了挠曲电产生机理，根据横向挠曲电效应和纵向挠曲电效应理论模型，构建挠曲电材料耦合系数测量实验平台，制备挠曲电材料及试样，对其进行了力学性能等方面的研究。主要的研究工作如下：1、介绍了正逆挠曲电效应的基础知识和理论，阐述了挠曲电系数的定义及物理意义，详

4、细论述了用来计算横向挠曲电系数的悬臂梁力学模型和用来计算纵向挠曲电系数的梯形台力学模型，推导出由应变梯度引起的挠曲电极化强度表达式，给出了横向挠曲电系数和纵向挠曲电系数的计算公式。2、分析了挠曲电材料耦合系数测量实验中的各关键环节，针对各问题，提出了测定挠曲电系数的实验方案，利用锁定放大器和压电微驱动器以及超景深三维显微镜构建测试平台，使用压电微驱动器激励试样，采用超景深三维显微镜和锁定放大器精确测量微电量及微位移，进而准确测定挠曲电系数。3、研究了挠曲电材料钛酸锶钡(Bao．75Sio．25Ti03)陶瓷的制备，并对其力学性能进行分析。自行设计了完善的实验方案，在室温下对钛酸锶钡试样进行了

5、研究，测量了纵向挠曲电系数肼-以及横向挠曲电系数Hz，验证了用该平台测定挠曲电系数的可行性，为进一步开展挠曲电材料的研究和应用提供了基础实验平台。关键词：挠曲电效应；钛酸锶钡陶瓷；应变梯度；测试装置介电材料挠曲电系数测定平台的研制II江苏大学硕士学位论文AbstractFlexoelectricityeffectexistsinalldielectricmaterials．Theflexoelectriceffectsdemonstratetheelectromechanicalcouplingrelationshipsunderinhomogeneousfields．Someflexoel

6、ectricmaterialswithhi曲couplingcoefficientcontainnolead．Theyhavepowerfulelectriccouplingperformanceandenvironmentalperformance．Basedonthespecialforceelectriccouplingmechanismandexcellentpropertiesoftheflexoelectricmaterials，theycallbeusedtogreatlyimprovesensingandactuationfunctions．Flexoelectricmate

7、rialswillhavegreatapplicationprospectinthesensing，drive，micro-nanomechanicalandelectricalsystem，structuralhealthmonitoring，energycollection，andotherfields．Inordertostudythedielectricmaterial’Sflexoelectrici