厚度剪切模式铌酸锂基复合材料的磁电性能优化

作者：辛成舟; 马健男; 马静; 南策文

来源：Acta Physica Sinica, 2017, 66(06): 272-280.

• 厚度剪切模式
• 铌酸锂
• 磁电复合结构

通过弹性力学方法计算了基于厚度剪切模式的铌酸锂(LiNbO3)基磁电复合材料磁电系数与铌酸锂晶体切型、磁致伸缩材料种类、材料尺寸的关系,并讨论了两种不同复合结构边界条件对剪切磁电性能的影响.计算结果表明:(xzt)30°切型铌酸锂单晶具有最大剪切压电系数dp15,制作成的复合材料具有最大剪切磁电系数αE15;通过两相尺寸优化,伸缩-剪切模式Terfenol-D/LiNbO3复合材料最大剪切磁电系数为24.13 V/(cm·Oe),剪切-剪切模式Metglas/LiNbO3复合材料最大剪切磁电系数为11.46V/(cm·Oe).实验结果与理论计算规律相符,研究结果为剪切磁电复合结构的设计、剪切模式铌酸锂切型的选择优化提供了指导,有望利用高机械品质因数Qm值的铌酸锂单晶设计高频谐振磁场探测器.

• 单位
  材料学院; 新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室; 清华大学