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磁致伸缩理论及复合磁致伸缩厚膜的研究

张文旭  
【摘要】: 本论文在理论研究上,首先利用能量最小原理,系统研究了膜层厚度与悬臂梁挠度间的关系,该研究具有一定的创新性和系统性,为磁致伸缩双层(bimorph)悬臂梁驱动器设计和磁致伸缩系数的测试奠定了理论基础。 同时,利用微磁学方法,在考虑了磁弹耦合效应的情况下,利用热力学公式得到了交换等效场、磁晶各向异性场、退磁场、磁弹耦合等效场的计算表达式,通过求解平衡状态下磁矩所满足的方程(?)×(?)_(eff)=0,计算了材料的磁滞回线和材料的形变随外加磁场的变化。 同时为了测量悬臂梁的微挠度,利用激光反射光杠杆放大原理,得到了放大数百倍的激光光点,方便了测试。利用位置敏感传感器(PSD)探测放大的位移信号,并配以适当的信号处理电路,得到了与位移成正比的电压信号,将该信号进行模数转换为数字信号,由增强并行接口(EPP)采集处理数据,在WINDOWS平台下,编制了数据采集软件系统,构成了一套微位移信号的计算机辅助采集系统。 利用丝网印刷——烧结的技术,制备了磁致伸缩厚膜材料,研究了材料配方、烧结工艺(烧结时间及温度)对磁致伸缩厚膜材料的微观形貌、磁性能及磁弹性能的影响,得出了在现有设备条件下,制备具有最大磁致伸缩系数在16ppm左右的厚膜材料的工艺条件为:烧结温度850℃,烧结时间50分钟,配方为:Tefernol-D:Glass=1:0.6(重量比)。


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