纵向极化与磁化叠层复合材料磁电效应理论及计算

基于纵向极化压电材料及纵向磁化磁致伸缩材料的压电和压磁方程与磁电元件运动方程,给出磁电元件开路电压表达式;鉴于压电材料高输出阻抗的特点,考虑测试仪器的有限输入阻抗和传输信号引线电缆电容,通过建立等效电路模型推出了非开路情况下磁电电压计算式,取不同材料参数对磁电电压进行了数值计算.研究表明,材料参数、电路参数对输出电压均产生影响.对磁伸材料两端面受非均匀偏置磁场产生外力的非自由边界磁电效应进行研究发现,恒外力作用使压电元件产生不可检测的稳恒电压. 关键词： 纵向极化 磁电效应 磁电元件 层叠材料     

基于Alq3的有机发光二极管的磁电导效应

制备了结构为 ITO/CuPc/NPB/Alq₃/LiF/Al 的有机发光二极管,并在300,260,220和180 K 四个温度测量了器件在恒压偏置下注入电流的磁场效应(磁电导效应).在注入电流从双极电流过渡到单极电流的过程中,随电流减小,器件的磁电导呈现先上升后下降的变化趋势.当温度降低,磁电导的值下降.但在任何测量条件下,器件的磁电导始终为正,没有出现如文献报道的磁电导从正到负的变化.实验结果表明,有机发光二极管中正负磁电导现象的产生,并非仅取决于注入电流是单极电流还是双极电流,它还与有机材料、器件结构等密切相关.利用受磁场调控的“电子-空穴对”机理与“双极化子”模型,分别解释了器件双极电流和单极电流的正磁电导效应. 关键词： 有机发光二极管 磁电导 双极化子     

巨磁电阻效应实验仪的研制与应用

阐述了巨磁电阻效应实验原理、实验内容和实验方法,该仪器可测量巨磁电阻阻值与磁感应强度关系,并与正常磁电阻、坡莫合金磁电阻特性进行比较,仪器还提供巨磁电阻传感器特性测量及系列应用实验供教学使用.     

多铁性磁电器件研究进展

多铁性材料可以实现力、电、磁等多物理场之间的相互耦合,在小尺寸、快速响应和低功耗的磁电器件领域具有重要的应用前景.在应用需求的推动下,以具有磁电耦合效应的多铁性材料为基础的磁电器件在设计、微纳加工和性能优化等方面的研究取得了持续的进展.本文简要介绍了基于磁电耦合效应的几种原型器件的最新进展,包括可调谐电感、滤波器、磁电存储器、能量回收器、磁电传感器和磁电天线等,分析总结了各种磁电器件的工作原理及其性能表现,讨论了当前多铁性磁电器件研究所面临的问题和挑战,并提出了改进磁电器件性能的研究方向.     

磁致伸缩/压电层叠复合材料磁电效应分析

采用有限元分析软件COMSOL5.0建立了三维悬臂梁模型,分析了磁致伸缩/压电/磁致伸缩叠层复合材料的磁电系数α_(ME),并就几何参数对复合结构磁电系数的影响进行了优化分析.首先,利用稳态求解器研究了磁电层状复合结构内部的应力、应变、位移以及电势分布情况,利用瞬态求解分析了磁电复合结构各变量动态分布规律;其次,应用小信号频域分析研究了该结构的谐振频率以及在不同偏置磁场对输出电压的影响,结果表明,随着直流偏置磁场的增加,输出电压逐渐减小.改变复合材料不同层的厚度,分析了磁电层与压电层厚度比t_m/t_p对磁电系数的影响,结果表明,随着厚度比增加,α_(ME)逐渐增大,其增加速率逐渐减小;最后,分析了磁电系数α_(ME)随复合结构面积、长宽比的变化情况.分析表明,α_(ME)随磁电复合结构面积的增加逐渐增加,其增加速率逐渐减小;当磁电复合结构面积恒定时,其磁电系数随长宽比L/W增加表现出先增加后减小的趋势,存在最优值.     

巨磁电阻效应实验仪

自制了巨磁电阻效应实验仪,测量了不同外磁场和工作电压下巨磁阻传感器输出电压的变化.研究了巨磁阻传感器敏感轴与外磁场间夹角与传感器输出电压间关系,传感器输出电压的与偏离角度成余弦关系.     

ECR等离子体的磁电加热研究

在ECR等离子体装置上进行了磁电加热研究,利用离子灵敏探针(ISP)测量了磁电加热前后离子温度的变化,研究了电极环偏压、磁场强度、气压等参数对磁电加热过程以及加热效率的影响.结果表明:等离子体的整体加热是通过离子在电极环鞘层中的磁电加热及被加热的离子沿径向的输运来完成的.轴心处离子温度随电极环偏压的升高呈非线性增加.磁电加热效率随偏压的增大而增大,在电极环偏压为1000 V时,磁电加热效率为2%-2.5%,ECR等离子体中的离子温度能够提高20 eV以上.磁场强度在磁电加热过程中对离子的限制和加热起到重要作用,当磁场强度在6.3×10^-2-8.7×10^-2T之间变化时,磁电加热的效率随磁场强度的增大而增大.气压在0.02-0.8 Pa范围内,磁电加热的效率随气压的减小而增大. 关键词： ECR等离子体 磁电加热 离子温度     

(CoFe)_(1-x)Ag_x颗粒巨磁电阻薄膜的磁折射效应研究

在线非接触测试巨磁电阻效应对磁电子器件的工业化生产具有重要的意义 .用红外光谱研究了 (CoFe) 1 -xAgx颗粒薄膜的磁折射效应 ,研究表明在红外波段 ,一级近似可以认为巨磁电阻比值与磁折射变化率成正比 ,可以利用磁折射效应作为在线非接触工具测量与自旋散射相关的巨磁电阻效应 .     

磁电异质结及器件应用

磁电异质结是由铁磁和铁电材料通过连接层耦合而成,其磁电效应来源于铁电相的压电效应和铁磁相的磁致伸缩效应.相对于颗粒混相磁电复合材料,层状磁电异质结材料具有更高的磁电耦合系数和更低的介电损耗,使得其在磁场传感器、能量收集器、天线以及存储器等领域都有着巨大的应用前景.本综述重点总结了磁电异质结材料的发展历程以及相关应用领域的最新进展,最后评述了磁电异质结材料发展的挑战和前景展望.     

金属颗粒薄膜巨磁电阻效应的影响因素

研究金属颗粒薄膜的颗粒尺寸、磁性组分等对巨磁电阻效应的影响.在自由电子模型和自旋相关散射理论的基础上，计算了金属颗粒膜体系的电子平均散射势.在计算过程中将自旋相关项与宏观量相联系，得到了巨磁电阻效应与磁性成分比例、颗粒尺寸的关系.磁电阻效应的模拟曲线表明，增加磁性成分比例和减小磁性颗粒尺寸可增强颗粒膜的巨磁电阻效应. 关键词：     

Robust SMES controller design for stabilization of inter-area oscillation considering coil size and system uncertainties

It is well known that the superconducting magnetic energy storage (SMES) is able to quickly exchange active and reactive power with the power system. The SMES is expected to be the smart storage device for power system stabilization. Although the stabilizing effect of SMES is significant, the SMES is quite costly. Particularly, the superconducting magnetic coil size which is the essence of the SMES, must be carefully selected. On the other hand, various generation and load changes, unpredictable network structure, etc., cause system uncertainties. The power controller of SMES which is designed without considering such uncertainties, may not tolerate and loses stabilizing effect. To overcome these problems, this paper proposes the new design of robust SMES controller taking coil size and system uncertainties into account. The structure of the active and reactive power controllers is the 1st-order lead-lag compensator. No need for the exact mathematical representation, system uncertainties are modeled by the inverse input multiplicative perturbation. Without the difficulty of the trade-off of damping performance and robustness, the optimization problem of control parameters is formulated. The particle swarm optimization is used for solving the optimal parameters at each coil size automatically. Based on the normalized integral square error index and the consideration of coil current constraint, the robust SMES with the smallest coil size which still provides the satisfactory stabilizing effect, can be achieved. Simulation studies in the two-area four-machine interconnected power system show the superior robustness of the proposed robust SMES with the smallest coil size under various operating conditions over the non-robust SMES with large coil size.     

10T脉冲磁场的亥姆霍兹线圈热和力分析

亥姆霍兹线圈在产生数十T的准静态脉冲磁场的装置中得到广泛应用。以自行研制的一套用于磁压剪实验技术的脉冲磁场发生系统的亥姆霍兹线圈为研究对象,结合装置的电参数,利用有限元软件ANSYS对装置放电过程中线圈的热和力进行了仿真研究。研究结果表明,当装置在线圈中产生上升时间约1.34 ms、幅值14.37 kA的放电电流和10.7 T的磁场时,线圈中的最大温升约150℃,最大应力近0.5 GPa,铜导线中的最大应力约0.2 GPa,线圈导线变形位移小于0.05 mm。基于分析结果,在线圈制作时,选择绝缘层耐温超过200℃、抗拉强度0.5 GPa的铜导线作为线圈绕线,选择抗拉强度达5.8 GPa的柴龙纤维绕制在铜导线外层进行加固,并制作了相应结构的亥姆霍兹线圈对。利用该线圈对进行的放电实验测试结果表明,在满足设计指标的情况下,线圈对结实可靠,可重复使用。     

Giant low-frequency magnetoelectric torque (MET) effect in polyvinylidene-fluoride (PVDF)-based MET device

A polyvinylidene-fluoride(PVDF)-based magnetoelectric torque(MET) device is designed with elastic layer sandwiched by PVDF layers, and low-frequency MET effect is carefully studied. It is found that elastic modulus and thickness of the elastic layer have great influences on magnetoelectric(ME) voltage coefficient(α_(ME)) and working range of frequency in PVDF-based MET device. The decrease of the modulus and thickness can help increase the α ME. However,it can also reduce the working range in the low frequency. By optimizing the parameters, the giant α_(ME) of 320 V/cm·Oe(1 Oe = 79.5775 A·m~(-1) at low frequency(1 Hz) can be obtained. The present results may help design PVDF-based MET low-frequency magnetic sensor with improved magnetic sensitivity in a relative large frequency range.     

罗柯夫斯基线圈频率响应特性的测量方法

罗柯夫斯基线圈是测量陡脉冲电流的一种重要装置,其方波响应上升时间能达到纳秒量级,但是,它只能在一定频率范围内作线性测量。为了更好地分析罗柯夫斯基线圈测量灵敏度的频率特性,本文介绍了对西安交通大学研制的该线圈作的频率响应特性测定结果。 文中着重介绍了频响测量的点频法,并叙述了有关影响因素。例如:对信号源、标准电压表、匹配负载等一些专门要求。给出了实测曲线,还介绍了线圈本身各种集中参数的测量结果。     

基于单片机的亥姆霍兹线圈磁场分布测量装置的研制

介绍了设计制作的基于AVR单片机的亥姆霍兹线圈磁感应强度分布测量装置。单片机统一协调和控制整个系统的工作,步进电机和丝杆控制霍尔元件的移动,A/D芯片将霍尔电压转换为数字信号,通过USB接口传输到上位机,上位机计算磁感应强度,并画出磁感应强度分布曲线。装置工作稳定,测量结果与理论值符合较好,可用于学生实验或演示实验中。     

一种反后坐装置温度自动测量技术及其控制方法研究

温度是反映装甲车辆火炮反后坐装置性能的重要参量,而目前反后坐装置温度等关键参数主要依靠人工测量获取,仍没有运用于实装的自动化检测装置;为提高火炮维修保养自动化水平,使成员方便快捷地掌握反后坐装置的工作状况,提出了一种基于单片机的反后坐装置温度自动测量记录技术;通过详细给出温度自动测量技术的主体思路,温度信号的采集处理流程,单片机的设计方法,提出一种反后坐装置温度自动测量技术控制方法,并据此设计开发了火炮反后坐装置温度自动测量记录装置;实验证明,该自动测试技术和方法可实现反后坐装置温度的自动、快速测量,且具备过温报警功能,对反后坐装置的使用保养具有重要应用价值。     

HL—1装置新极向场线圈及其对伏秒数特性的改善

本文描述HL-1装置新极场线圈的设计研制、特点、磁场和铁芯磁化曲线。叙述了各种欧姆安匝分布的伏秒数特性、优化选择以及新线圈对提高等离子体参数的明显作用。