层状磁电复合材料制备及其性能研究

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1、分类号：TB333;TG113.22____________密级：______________公开ＵＤＣ：____________单位代码：______________10008北京科技大学博士学位论文论文题目：层状磁电复合材料制备及其性能研究B20030195学号：_________________________潘德安作者：_________________________材料物理与化学专业名称：_________________________2007年11月15日北京科技大学博士学位论文论文题

2、目：层状磁电复合材料制备及其性能研究作者：________________潘德安_________指导教师：乔利杰教授单位：北京科技大学指导小组成员：褚武扬教授单位：北京科技大学白洋博士单位：北京科技大学论文提交日期：2007年11月15日学位授予单位：北京科技大学层状磁电复合材料制备及其性能研究StudyonPreparationandPropertiesofLayeredMagnetoelectricComposites研究生姓名：潘德安指导教师姓名：乔利杰北京科技大学材料科学与工程学院北京100

3、083，中国DoctorDegreeCandidate：PanDe’anSupervisor：QiaoLijieSchoolofMaterialsScienceandEngineeringUniversityofScienceandTechnologyBeijing30XueyuanRoad，HaidianDistrictBeijing100083，P.R.CHINA北京科技大学博士学位论文独创性说明本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得研究成果。尽我所知，除了文中特别加以

4、标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得北京科技大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。签名：___________日期：____________关于论文使用授权的说明本人完全了解北京科技大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵循此

5、规定）签名：___________导师签名：___________日期__________-1-北京科技大学博士学位论文摘要层状磁电复合材料是磁致伸缩材料与压电材料通过叠层复合而成，具有较单相磁电材料和颗粒复合材料更为优越的磁电性能。传统的层状磁电复合材料一般是利用粘接的方法复合而成，其不可避免引入中间粘结层，给复合材料带来疲劳和老化等不利因素。本论文利用电镀工艺制备了层状磁电复合材料来解决传统制备方法中间粘接层对磁电器件的应用所带来的不利因素，并研究了层状磁电复合材料的磁电性能。研究了平板层状磁电复

6、合材料的磁电转换系数随Ni层厚度的变化、氢对磁电复合材料的磁电转换系数的影响规律、圆筒状层状磁电复合材料在低偏置磁场和高偏置磁场下的磁电性能以及平板层状磁电复合材料的形状和尺寸对磁电性能的影响规律。本文所获得的创新成果如下：提出利用电镀方法制备层状磁电复合材料，既消除了粘接法中间粘接剂的不利影响（非刚性接触、疲劳和老化），增强了磁电耦合效应，又可制备复杂形状的样品。实验结果表明，简单平板Ni/PZT/Ni就可取得与粘接Terfenol-D/PZT/Terfenol-D相当的效果。制备出圆筒层状磁电复合

7、材料，消除了边缘效应从而得到较好的束缚效果。结果表明，和相同层厚比的平板层状复合材料相比，圆筒具有更为优越的磁电性能，而且在高磁场下表现出强磁电性能。研究了层状磁电复合材料的形状和尺寸对磁电性能的影响，提出除了材料的压电/压磁厚度比之外，形状和尺寸引起的退磁因子也强烈影响磁电性能。电镀方法作为制备磁电复合材料的一种新的方法能制备出具备优异的磁电性能的磁电复合材料和圆筒结构等以往制备工艺无法制备的结构，从而产生了新的特性。这为将来的磁电器件的设计和应用提供一定的依据，将给多用途器件提供了新的发展空间。关

8、键词：磁电性能，Ni，形状和尺寸，退磁因子，电镀-2-北京科技大学博士学位论文StudyonPreparationandPropertiesofLayeredMagnetoelectricCompositesAbstractLayeredmagnetoelectric(ME)compositesarelaminatedmagnetostrictivematerialswithpiezoelectricmaterials,whichhavemoresupe