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压电磁电复合材料开启更多应用领域
来源:科技日报   发表时间:2013/8/10 10:55:00  浏览次数:
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北京大学工学院董蜀湘教授,最近在国际权威刊物美国应用物理快报上发表系列文章,提出基于磁力偶—弯应变—压电的磁电耦合机理、超微型压电晶体微马达、高温压电陶瓷驱动器等,为发展下一高灵敏度低频率磁传感器、磁遥控执行器、新型智能电子器件,以及微纳米驱动器带来了新希望。

多物理场耦合的研究在物理、材料科学、电子器件等领域一直很受重视。近年来,磁电效应因其作为新型功能器件的潜在应用前景,各国科学家一直在寻找新的铁磁、铁电复合材料,期望获得更强的磁-电耦合能力。我国科学家在磁电复合材料研究领域一直非常活跃,2012年,北京大学工学院董蜀湘教授课题组在国家基金委和973项目资助下,研发了一种改进型的悬臂梁式磁电复合材料,实验结果显示,该材料磁—电耦合系数比目前已有的磁电复合材料高出10倍左右。

由于智能照相手机、超微型数码相机越来越普及,对于可执行光学镜头聚焦、变焦的超微型驱动器的需求就变得越来越迫切。董教授课题组研制的毫米尺寸压电单晶驱动器可以应用于需要在微小空间产生高输出力、高精度、快速响应的精密运动执行器,包括应用于微型光学及成像仪器、医用内窥镜,以及下一代光驱中。

针对某些特殊环境下的高温应用,董教授课题组研发出可在250℃高温下工作、具有微纳米分辨率的压电驱动器。研制的高温压电驱动器有望在微型燃油阀、气体阀,以及其它需要在高温环境中作为精密执行器等领域获得应用。

传统的电磁线圈马达利用电磁感应产生驱动力,一般工作温度不超过120℃。但在许多场合,需要可在高温条件下工作的驱动器,董教授课题组研制的高温微型压电马达与传统的电磁马达相比,具有体积小、驱动力大、运动速度快,以及高热稳定性等特点。该压电微马达在汽车、航天、能源、化工、以及精密制造等领域具有潜在的应用前景。

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