磁电复合材料PMN-PT/Terfenol-D/PMN-PT磁电耦合性能的有限元分析

来源期刊：功能材料2018年第10期

论文作者：丁本杰 陈剑斌 黄斌 杜建科

文章页码：10080 - 20177

关键词：磁电;复合材料;磁电耦合系数;有限元;铁电;铁磁;

摘    要：由铁电相和铁磁相组成的磁电复合材料被证明有非常显著的磁电耦合效应,近年来受到越来越多的关注。利用有限元PDE的方法对磁电复合材料PMN-PT/Terfenol-D/PMN-PT的磁电耦合性能进行了分析,主要研究了边界条件、结构尺寸对磁电耦合性能的影响。研究发现,当上下表面y方向固定,其它表面自由时,磁电复合材料长度方向伸缩更加明显,具有更大的磁电耦合系数;铁电相和铁磁相厚度比与磁电耦合系数程非线性关系,当铁电相厚度为1.1mm,铁磁相厚度为1.9mm时,磁电耦合系数具有最大值3.354（（V/m）/A/m）);当铁电层尺寸保持不变,铁磁层长度超过10mm后,铁磁层长度对磁电耦合系数影响不明显。该理论结果可以用于提高磁电耦合性能同时达到节省材料的目的。