引入界面耦合系数的长片型磁电层状复合材料的等效电路模型

• 作者: 于歆杰 卢诗华 楼国锋
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 磁电层状复合材料 等效电路模型 界面耦合系数 磁电传感器
• 年，卷（期）: 2018,（2）
• 所属期刊栏目: 凝聚物质:电子结构、电学、磁学和光学性质
• 页码范围: 257-269
• 页数: 13页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.67.20172080

摘要

针对长片型磁电层状复合材料,提出了一种适用于准静态和动态磁场激励的引入界面耦合系数的等效电路模型,旨在为基于长片型磁电层状复合材料的传感器、换能器等器件的设计、制作和应用提供理论指导.考虑到磁电层状复合材料实际工作过程中磁致伸缩层和压电层的应变并不相同,首先利用运动方程分别对磁致伸缩层和压电层进行建模,提出了一个从物理上反映相间应变传递的界面耦合系数表达式,然后利用一个变比恰为界面耦合系数的理想变压器将两层材料的等效电路耦合,构成改进的磁电层状复合材料的等效电路模型,得到包含界面耦合系数的磁电电压系数和最佳层合比的表达式.对12个具有不同尺寸和负载条件的样品进行实验,制作过程中承受500 g砝码负载的样品的界面耦合系数为0.15,最佳层合比为0.57;承受100 g砝码负载的样品的界面耦合系数为0.10,最佳层合比为0.50.磁电电压系数和最佳层合比的实验值与各自包含界面耦合系数的理论值基本符合,证明了改进的等效电路模型的合理性和正确性.