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磁电材料是指具有磁电效应或者逆磁电效应的材料。磁电效应为施加磁场产生极化的效应,逆磁电效应为其逆过程,即施加电场产生磁化的效应。在磁电材料的大家族中,磁电复合材料在室温下表现出良好的磁电性能,是目前最具有实用潜力的磁电材料。但是,目前多数的研究主要集中在如何提高材料的磁电幅值,对于磁电材料的相位信息关注较少,相位移动现象及其机理缺少系统的研究。另外,为了满足当代社会对电子器件微型化、多功能化及高性能化的要求,对于磁电复合材料的研究也趋向于小型化、高性能化。多层磁电复合材料磁电性能较高,但是其制备工艺多是机械重复两层结构的工艺,制备工艺复杂,工作量大,有待改进。本文针对磁电相位研究现状,展开了关于磁电相位移动机理的研究。另外,本文尝试改进传统多层磁电复合材料的制备工艺,以期望便捷、高效、批量化地制备多层磁电复合材料。 本文以Ni块体/PZT(Pb(Zr,Ti) O3,以下统称PZT)为研究对象,观察到了一系列相位移动现象,与Ni粉末/Epoxy/PZT进行对比,二者的磁电相位移动现象存在显著的不同。为了系统地研究磁电相位移动的机理,采用磁弹耦合性能强的Terfenol-D(Tb0.28Dy0.72Fe2以下统称Terfenol-D)合金为铁磁相,采用粘合法制备出叠层Terfenol-D块体/PZT、Terfenol-D粉末/Epoxy/PZT磁电复合材料,分别对其在非谐振频率、谐振频率下的磁电回线、磁电频谱进行测试,观察到了与Ni体系磁电材料相似的相位移动现象。经过对比分析得出结论:在非谐振频率下,磁电相位移动幅度来源于金属铁磁相中的涡流,移动幅度较小;在谐振频率下,磁电相位来源于外磁场导致的铁磁相弹性模量的变化,并发生了大幅度的移动,最大移动幅度接近180°,体现出了巨磁电相位移动的现象。 多层磁电复合材料制备工艺的改进开始于多层材料的一体化工艺设计。通过编写线切割程序代码,将铁磁相一次性切割成形,同时,通过将环氧树脂与压电性粉末混合,得到具有良好流动性的压电相,随后将压电相灌注到铁磁相中,实现多层磁电复合材料的一次性制备工艺。本文更换了多个铁磁相原料进行制备,研究了压电相粉末含量的改变及极化工艺的变化对性能的影响。实验结果表明,所设计的工艺路线是可行的,所制备的多层磁电复合材料都显示出明显的磁电效应。