1、磁致/壓電層合材料的磁電效應是由磁致伸縮層和壓電層的"乘積效應"產(chǎn)生的：在磁場的作用下，磁致伸縮層產(chǎn)生應力或應變，此機械運動通過粘接層傳遞到壓電層，壓電層由于逆壓電效應而產(chǎn)生電場，從而實現(xiàn)磁電轉(zhuǎn)換。這種磁電層合材料結構簡單，制備容易，而且磁電轉(zhuǎn)換系數(shù)大，是一種自發(fā)電式的敏感材料，可以高效地實現(xiàn)磁能和電能之間的轉(zhuǎn)換。 本文首先對沿長度方向振動(Longitude-Transverse模式)的磁致/壓電層合材料的低頻磁電響應進行了理

2、論分析，其中磁致層沿長度方向磁化，壓電層沿厚度方向極化。從壓電效應和壓磁效應本構方程出發(fā)，結合材料的機械運動學方程和電路狀態(tài)方程，推導了LT模式磁致/壓電層合材料的等效電路，完善了文獻[42]中的理論推導，得到了層合材料的磁電電壓系數(shù)、開路電流、材料內(nèi)阻、可供電功率與壓電、磁致材料各物理參數(shù)以及體積參數(shù)之間的關系式。運用這些關系式，討論了影響磁電層合材料磁電響應特性的各主要因素。以Terfenol-D/PZT/Terfenol-D層合材

3、料為例，對材料磁電響應進行了數(shù)值計算并與相關文獻結果進行了對比。 運用等效電路法，進一步對磁致/壓電層合材料諧振狀態(tài)下的磁電響應進行分析，得到了材料在諧振狀態(tài)下的磁電電壓轉(zhuǎn)換系數(shù)理論計算公式。詳細地分析了磁致/壓電層合材料在諧振點附近的磁損耗、機械損耗、電損耗，并給出了各種損耗相應的計算方法和大小。分析發(fā)現(xiàn)，諧振狀態(tài)下，材料的主要損耗來源于機械損耗，偏置磁場的大小對諧振磁電響應有重要影響，此外Terfenol-D/PZT-8比T

4、erfenol-D/PZT-5H具有更高的諧振磁電電壓轉(zhuǎn)換系數(shù)。 通過Terfenol-D/PZT-5H層合實驗樣片制備，介紹了層合材料的制備方法及注意事項。構建了磁電效應實驗系統(tǒng)，對各實驗部件的選用及設計思路進行了闡述。用動態(tài)測試方法對所制備樣品進行性能測試，在自行研制的測試裝置上對樣品的各種磁電特性進行了測試。將實驗測量值與理論計算值進行了對比，發(fā)現(xiàn)低頻磁電轉(zhuǎn)換系數(shù)的計算由于沒有考慮損耗，理論值是實際值的5～8倍左右，而對于