FeCo／PZT层状磁电复合材料的制备与性能研究

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1、中图分类号：TB34论文编号：102870613-S023学科分类号：080503硕士学位论文FeCo/PZT层状磁电复合材料的制备与性能研究研究生姓名洪贺学科、专业材料加工工程研究方向功能复合材料指导教师王寅岗教授南京航空航天大学研究生院材料科学与技术学院二О一三年一月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofMaterialsScienceandTechnologyResearchonpreparationandpropertie

2、sofFeCo/PZTmagnetoelectriclaminatedcompositesAThesisinMaterialsProcessingEngineeringbyHongHeAdvisedbyProf.WangYingangSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringJanuary,2013承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论

3、文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要磁电复合材料，特别是层状磁电复合材料在室温下就可以获得较大的磁电耦合性能。具有复杂形状和配置的磁电复合材料表现出特殊的磁电性能，受到广泛关注。为增强磁电效应，传统层状磁电复合材料一般由两个相同的磁致伸缩层

4、和中间压电层组成。具有不同磁致伸缩信号的磁致伸缩层可以提供有效的弯曲振动，显著提高磁电效应。因此，负磁致伸缩/压电/正磁致伸缩磁电复合材料的磁电性能有待进一步研究。本文采用化学镀的方法制备了正磁致伸缩材料FeCo层，研究了其显微组织结构、磁性能和磁致伸缩性能。首先制备了FeCo/PZT/FeCo圆环状磁电复合材料，压电相和磁致伸缩相直接耦合，获得了优异的磁电性能。随着圆环直径的增加，其磁电电压系数逐渐增大，谐振频率逐渐降低。然后制备并研究了Ni/PZT/Ni、FeCo/PZT/FeCo和Ni/PZT/FeCo三种配置的圆环状磁电复合

5、材料及Ni/PZT/FeCo圆弧状磁电复合材料的磁电性能。结果表明，相同配置的Ni/PZT/FeCo圆环状磁电复合材料的磁电性能相对于Ni/PZT/Ni和FeCo/PZT/FeCo圆环磁电复合材料的磁电电压系数分别增加了68%和45%。表明负磁致伸缩/压电/正磁致伸缩圆环状磁电复合材料可以有效利用圆环内外两侧的磁致伸缩层对压电层的驱动力，显著增加磁电电压输出。随着圆环直径的增大，FeCo/PZT/FeCo和Ni/PZT/FeCo圆环状磁电复合材料的谐振频率减小，磁电电压输出增大。在Ni/PZT/FeCo圆弧状磁电复合材料中，由于不同

6、磁致伸缩层的引入加强了弯曲振动，观察到零偏压和多谐振频率的磁电效应，有望应用于相关器件。关键词：层状磁电复合材料，化学镀，磁致伸缩，圆环结构，圆弧结构IFeCo/PZT层状磁电复合材料的制备与性能研究AbstractMEcompositematerials,particularlylayeredMEcomposites,showstrongMEcouplingatroomtemperature.MEcompositeswithcomplexshapeandconfigurationattractalotofattentionfort

7、heirspecialMEproperties.ToenhancetheMEeffects,classicallaminateMEcompositesareformedbyonepiezoelectriclayerplacedbetweentwopositiveornegativemagnetostrictivelayers.Ithasbeenprovedthatthemagnetostrictivelayerswithoppositesignsofmagnetostrictioncanprovideeffectiveexcitat

8、ionofthebendingacousticaloscillationsandenhancedtheMEcoupling.Therefore,theMEeffectsofnegativemagnetostrictive/piezoe