磁电多铁性复合材料磁电耦合性能有限元分析

论文摘要

磁电多铁性复合材料由于具有磁电耦合的特性,在存储器、传感器等领域具有广泛的应用前景,近年来成为该领域研究的前沿问题。本文采用有限元方法对叠层块状磁电多铁性复合材料的磁电耦合效应进行计算分析,研究了边界条件、尺寸和粘接层的厚度及材料性能对磁电耦合效应的影响,以期为磁电多铁性复合材料器件设计提供理论依据。研究表明,上下外表面z方向固定、长宽比的增大、铁电层所占比例的增大、粘接层厚度的减小及杨氏模量的增加均能提高磁电多铁性复合材料的磁电耦合系数。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT
• 目次
• 1 绪论
• 1.1 多铁性材料概述
• 1.2 多铁性材料发展状况
• 1.2.1 多铁性材料早期发展历史
• 1.2.2 单相多铁性材料发展状况
• 1.2.3 多铁性复合材料发展状况
• 1.2.4 层状多铁性复合材料发展状况
• 1.2.5 其他多铁性复合材料发展状况
• 1.3 多铁性复合材料的应用及前景
• 1.4 本文工作
• 2 多铁性材料的性能
• 2.1 铁电材料
• 2.2 铁磁材料
• 2.3 磁电耦合材料
• 3 有限元仿真原理
• 3.1 COMSOL特点
• 3.2 偏微分方程的推导
• 4 模型计算分析
• 4.1 T-T型磁电复合材料的计算
• 4.1.1 铁电层表面电势分布情况
• 4.1.2 不同长宽比下电势分布
• 4.2 L-T型磁电复合材料分析
• 4.3 长宽比对磁电耦合系数的影响
• 4.4 厚度比对磁电耦合系数的影响
• 4.4.1 两相厚度比的影响
• 4.4.2 上下铁磁层厚度比的影响
• 4.5 粘结层对磁电耦合系数的影响
• 4.5.1 粘结层厚度对磁电耦合系数的影响
• 4.5.2 粘结层刚度对磁电耦合系数的影响
• 5 结论与展望
• 5.1 结论分析
• 5.2 多铁性材料展望
• 参考文献
• 作者简历