林秀娟
,
张斗
,
张晓泳
,
李志友
,
周科朝
中国有色金属学报
利用有限元软件ANSYS模拟分析电极结构、压电陶瓷纤维厚度及体积分数等结构参数对纤维内部电场分布及复合物驱动应变性能的影响规律.结果表明:具有交叉指形电极结构的压电纤维复合物在纤维内部存在不均匀电场区域,其强度和体积分数共同制约着复合物的驱动应变性能.在恒定电场条件下,当交叉指形电极宽度为纤维厚度的一半时,复合物具有最大应变量；厚度较小的压电陶瓷纤维内部的均匀电场强度较高和体积分数较大,进而有利于提高复合物的驱动应变性能.在恒定电压条件下,电极指间距越大,复合物的驱动应变量越小.当指间距和指宽的比＞10时,应变量可达到理想状态的90％.压电陶瓷纤维体积分数越高的复合物越容易获得较大的驱动应变性能.
关键词:
压电纤维复合物
,
有限元法
,
电极结构
,
压电陶瓷纤维
陈海燕
,
林秀娟
,
陈子琪
,
周科朝
,
张斗
无机材料学报
doi:10.15541/jim20140269
采用粘稠塑性加工方法制备了锆钛酸铅方形压电纤维复合材料,研究了环氧树脂中不同TiO2含量对压电纤维复合材料的电学阻抗、抗拉及驱动应变性能的影响.结果表明:环氧树脂中TiO2含量不同,压电纤维复合材料的谐振频率不同.压电纤维复合材料的抗拉强度及纵向自由应变值均随着环氧树脂中TiO2含量增大先增加后减小.环氧树脂中TiO2含量为3wt％的压电纤维复合材料的抗拉强度达到了77.50 MPa,且在驱动电压为-500 V～+1500 V时,其纵向自由应变值达到了1783.7με.当环氧树脂中TiO2含量从3wt％增大至5wt％时,压电纤维复合材料的抗拉性能和驱动应变性能均有所降低.在不同的外加驱动频率下,压电纤维复合材料表现出不同的驱动应变能力.随着频率的增大,压电纤维复合材料的纵向自由应变幅度表现出明显降低,当频率超过5 Hz后,其纵向自由应变值略有减小.
关键词:
压电纤维复合材料
,
TiO2
,
抗拉性能
,
驱动应变性能
陈子琪
,
朱松
,
林秀娟
,
熊威
,
周科朝
,
张斗
无机材料学报
doi:10.15541/jim20140565
实验制备了不同纤维厚度和体积分数的压电纤维复合物,并在0.1Hz的激励电压下测试了压电纤维复合物的自由应变性能和驱动性能,研究复合物典型结构参数对其性能的影响.实验发现,随着压电纤维厚度增加,复合物自由应变和顶端位移下降,1000 V激励电压下,纤维厚度为200μm样品纵向自由应变为665με,驱动Mylar膜产生的顶端位移为1.9 mm,而纤维厚度为300 μm和400 μm样品的纵向自由应变仅为纤维厚度为200 μm样品的23.2％和11.7％,顶端位移为纤维厚度为200 μm样品的45.8％和19.0％.压电纤维复合物具有驱动正交异性,横向自由应变、纵向自由应变以及横向效应系数随着纤维体积分数的降低而减小,纤维体积分数为74％的复合物其横向自由应变和纵向自由应变分别为体积分数为59％样品的2.04倍和1.72倍,横向效应系数也从0.519减小到0.451.
关键词:
压电纤维复合物
,
自由应变
,
顶端位移
,
正交异性
