目   录

第1章  绪论 1 

1.1  研究背景 1 

1.2  磁电材料 2 

1.2.1  磁电效应 2 

1.2.2  磁电复合材料发展史 2 

1.3  磁电层状复合材料的理论模型 8 

1.3.1  弹性力学模型 8 

1.3.2  有效介质理论与非线性格林函数法 10 

1.3.3  等效电路模型 11 

1.4  基于磁电复合材料的器件研究 14 

1.4.1  基于正磁电效应的磁电器件 14 

1.4.2  基于逆磁电效应的磁电器件 18 

1.5  主要研究内容 18 

1.5.1  研究的关键问题 18 

1.5.2  主要工作 19 

第2章  引入界面耦合系数的一维等效电路模型 21 

2.1  概述 21 

2.2  引入界面耦合系数的长片型磁电层合材料一维等效电路模型 22 

2.2.1  长片型磁致伸缩层的一维等效电路模型 24 

2.2.2  长片型压电层的一维等效电路模型 27 

2.2.3  引入适用于一维等效电路模型的界面耦合系数 31 

2.3  样品制备及实验平台 34 

2.4  理论验证和特性讨论 36

2.5  本章小结 46 

第3章  引入界面耦合系数的二维等效电路模型 47 

3.1  概述 47 

3.2  引入界面耦合系数的圆片型磁电层合材料的二维等效电路模型 48 

3.2.1  圆片型磁致伸缩层的二维等效电路模型 49 

3.2.2  圆片型压电层的二维等效电路模型 52 

3.2.3  引入适用于二维等效电路模型的界面耦合系数 56 

3.2.4  理论验证和特性讨论 58 

3.3  引入界面耦合系数的长片型磁电层合材料的二维等效电路模型 68 

3.3.1  长片型磁致伸缩层的二维等效电路模型 69 

3.3.2  长片型压电层的二维等效电路模型 76 

3.3.3  引入适用于二维等效电路模型的界面耦合系数 83 

3.3.4  理论验证和特性讨论 90 

3.4  本章小结 92 

第4章  考虑损耗项的适用于宽频段的等效电路模型 95 

4.1  概述 95 

4.2  引入损耗项 96 

4.3  实验平台 101 

4.4  理论验证和特性讨论 104 

4.5  本章小结 110 

第5章  基于磁电层状复合材料的电流传感器原型器件 111 

5.1  概述 111 

5.2  基于长片型磁电层合材料的交流电流传感器原型器件 111 

5.2.1  器件结构和工作原理 113 

5.2.2  理论分析 115 

5.2.3  实验平台及传感器特性讨论 117 

5.3  基于圆片型磁电层合材料的直流电流传感器原型器件 126 

5.3.1  器件结构和工作原理 127

5.3.2  理论分析 129 

5.3.3  实验平台及传感器特性讨论 131 

5.4  本章小结 141 

第6章  结论 142 

参考文献 146 

在学期间发表的学术论文与研究成果 159 

致谢 161