具有Fe-Si-B/Pb的共振磁电合 (Zr,Ti) O₃ 层状复合材料与表面结晶层

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 凝聚物质物理学 凝聚物质物理学
• 纳米技术 纳米技术

背景情况:

• 复合材料中的磁电 (ME) 效应对于开发新型传感器和执行器至关重要.
• 铁-- (FeSiB) 无形合金和硫酸 (PZT) 是ME复合材料的关键组成部分.
• 对FeSiB的表面修改旨在提高磁力机械合和整体ME性能.

研究的目的:

• 研究FeSiB/PZT复合材料与表面修饰的FeSiB中的共振磁电 (ME) 效应.
• 通过表面修改优化磁力机械功率转换效率.
• 为了比较表面修饰复合材料与完全无形FeSiB带的ME系数.

主要方法:

• 使用表面修饰和完全无形的FeSiB带制造FeSiB/PZT复合材料.
• 在共振频率下测量磁电系数.
• 对具有不同数量的FeSiB层的磁力机械合特性进行分析.
• 复合材料性能与软 (PZT5) 和硬 (PZT8) 压电材料的表征.

主要成果:

• 表面修改FeSiB显著改善了在共振频率的ME系数.
• 与表面改性FeSiB和软PZT (PZT5) 的复合材料显示,与完全无形对应物相比,ME系数增加了三分之二.
• 用表面修饰FeSiB和硬PZT (PZT8) 的复合材料表现出三分之一高的ME系数.
• 最大磁电合系数达到5522V/{Oe*cm) 在23.89 kHz的电机振荡频率下,表面采用晶体FeSiB带和硬压电陶板.

结论:

• 对FeSiB无形合金的表面修改是一种有效的策略,可以增强FeSiB/PZT复合材料中的共振ME效应.
• 优化磁力机械功率转换效率是实现更高ME系数的关键.
• 压电材料的选择 (软与硬PZT) 影响了通过表面修改实现的性能提升.