3.4. Выводы

В данной главе построена обобщенная теоретическая модель низкочастотного МЭ эффекта в слоистых композитах на основе магнитострикционных и пьезоэлектрических материалов. Для описания физических свойств композита вводятся эффективные параметры. Построенная модель позволяет на основе точного решения определять эффективные механические, электрические, магнитные и МЭ параметры слоистого композиционного феррит-пьезоэлектрического материала.

Получены выражения для эффективных параметров, в том числе для МЭ восприимчивости и МЭ коэффициента по напряжению как функций параметра межслоевой связи, материальных параметров и объемных фракций компонент. Рассмотрены случаи продольной, поперечной и продольной в плоскости образца ориентаций магнитных и электрического полей.

Получен гигантский МЭ эффект в системах феррит – ЦТС. Использование предложенной модели позволило впервые адекватно описать МЭ эффект в композитах составов феррит кобальта – титанат бария, феррит кобальта – ЦТС, феррит никеля – ЦТС, лантан-стронциевый манганит – ЦТС. Показано, что МЭ эффект в системах феррит - ЦТС максимален при поперечной ориентации магнитного и электрического полей.

На основании сравнения расчетных значений МЭ коэффициента с экспериментальными данными обнаружена слабая межслоевая связь в композитах составов феррит кобальта – ЦТС, лантан-стронциевый манганит – ЦТС и идеальная межслоевая связь для композита феррит никеля – ЦТС.

В данной работе построена обобщенная теоретическая модель низкочастотного МЭ эффекта в объемных композитах на основе магнитострикционных и пьезоэлектрических материалов. Для описания физических свойств композита используется метод эффективной среды. Проведен расчет эффективных диэлектрической и магнитной проницаемостей, пьезоэлектрических, пьезомагнитных модулей, МЭ восприимчивости и МЭ коэффициента по напряжению как функций объемных фракций и параметров компонент. Рассмотрены композиты со связностью типа 3-0- и 0-3.

Наибольшая величина МЭ коэффициента имеет место для свободного образца композита со связностью 3-0 при продольной ориентации магнитного и электрического полей. При этом максимум МЭ коэффициента соответствует объемной доле сегнетоэлектрика 0.11, а максимум МЭ восприимчивости – 0,6. Максимум МЭ эффекта для связности 0-3 соответствует объемной доле сегнетоэлектрика 0.4, а максимум МЭ восприимчивости – 0,1. При поперечной ориентации магнитного и электрического полей МЭ эффект уменьшается в 2 - 3.5 раза по сравнению с продольной ориентацией.

Установлено, что зажатие образца способствует уменьшению МЭ коэффициентов. Учет зажатия зерен композита со стороны окружающих ячеек позволил впервые адекватно описать МЭ эффект в объемных композитах.

Для получения максимальных МЭ восприимчивости и МЭ коэффициента по напряжению полученные результаты позволяют рекомендовать изготовление матричных феррит-пьезоэлектрических структур со связностью типа 3-0. При этом для композита состава феррит кобальта – ЦТС расчетное значение МЭ коэффициента по напряжению достигает 5 В/А.

В композиционном объемном феррит-пьезоэлектрическом материале наблюдается гигантская релаксация МЭ восприимчивости и МЭ коэффициента по напряжению, которая для коэффициента по напряжению является обратной, а для восприимчивости может быть как нормальной, так и обратной. Время релаксации и релаксационную частоту МЭ восприимчивости и МЭ коэффициента по напряжению можно в широких пределах изменять варьированием объемной доли компонент композита, а также путем изменения свойств компонент композита.

предыдущий раздел | содержание| следующий раздел

Поиск в журналах РАЕ:

Авторы Публикации