【摘要】：傳統(tǒng)的智能材料用于驅(qū)動控制時需要激發(fā)裝置,不僅容易受到電磁干擾,而且無法在獨立的環(huán)境中工作。經(jīng)過電場極化后的PLZT陶瓷材料具有光-熱-電-力多場耦合效應(yīng),在高能紫外光照射的條件下能將光能直接轉(zhuǎn)化為機械能,在極化方向上發(fā)生伸縮形變,產(chǎn)生應(yīng)變和應(yīng)力,實現(xiàn)遠(yuǎn)程驅(qū)動、清潔驅(qū)動和無線驅(qū)動,能夠有效彌補傳統(tǒng)驅(qū)動方式存在的缺陷。因此,PLZT陶瓷具有重要的理論研究價值和工程應(yīng)用研究意義。本文首先闡述了0-1極化PLZT陶瓷光致多物理場的耦合特性,詳細(xì)分析了形成多能場耦合的多種效應(yīng)機理,闡明其相互作用的關(guān)系。通過0-1方向極化PLZT陶瓷光致特性實驗,分別研究光照階段與光停階段PLZT陶瓷試件溫度、光生電流、光生電壓以及光致應(yīng)變的變化規(guī)律和產(chǎn)生機理,分析光生電壓與光致應(yīng)變之間滯后現(xiàn)象的影響因素;然后引入風(fēng)冷裝置對光致特性實驗進(jìn)行改進(jìn),有效控制PLZT陶瓷表面溫度的情況下進(jìn)一步研究分析光生電壓與光致應(yīng)變間的滯后現(xiàn)象。針對光致多物理場的耦合特性,采用理論與實驗相結(jié)合的方法,充分考慮反常光生伏特效應(yīng)、熱釋電效應(yīng)以及熱膨脹效應(yīng)的影響,建立新型0-1極化PLZT陶瓷光致多物理場數(shù)學(xué)模型并結(jié)合光致特性靜態(tài)實驗數(shù)據(jù)對溫度變化、光生電壓以及光致應(yīng)變的理論表達(dá)式進(jìn)行分析驗證,指出該模型能夠準(zhǔn)確描述光生電壓和光致應(yīng)變的變化規(guī)律,合理分析滯后現(xiàn)象的產(chǎn)生原因。
【圖文】：

圖 1. 2 光電機驅(qū)動示意圖常光生伏特效應(yīng)的研究起步于 20 世紀(jì) 80 年射下的 PLZT 陶瓷，發(fā)現(xiàn)光生電壓、光生電同組分及尺寸 PLZT 陶瓷的光生電流以及光瓷的光致性能[29]。哈爾濱工業(yè)大學(xué)的王新、光生電容以及光生電阻的影響[30]。東南大，并根據(jù)驅(qū)動原理提出了光電機設(shè)計的改進(jìn)

0-1 極化 PLZT 陶瓷光致特性研究移量和最大驅(qū)動力[49]。哈爾濱工業(yè)大學(xué)的王新杰等人研究了 PLZT 陶瓷光致伸縮本構(gòu)方程，并分析了 PLZT 陶瓷長寬比以及光照強度對光致伸縮的影響[30]。南京航空航天大學(xué)的鄭世杰等人建立了 PLZT 陶瓷光致伸縮驅(qū)動器的有限元模型，，并通過仿真計算得出光致伸縮制動器有良好的可控性，為 PLZT 陶瓷在驅(qū)動領(lǐng)域的應(yīng)用提供了基礎(chǔ)[50]。南京理工大學(xué)的黃家翰研究了 0-1極化的 PLZT 陶瓷光致伸縮特性，構(gòu)建了光致多物理場耦合的數(shù)學(xué)模型描述光生電壓和光致形變的變化規(guī)律,并將其應(yīng)用到光控微鏡驅(qū)動中[51]。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TQ174.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2704641