0-1极化PLZT陶瓷光致特性研究

发布时间：2020-06-09 11:48

【摘要】：传统的智能材料用于驱动控制时需要激发装置,不仅容易受到电磁干扰,而且无法在独立的环境中工作。经过电场极化后的PLZT陶瓷材料具有光-热-电-力多场耦合效应,在高能紫外光照射的条件下能将光能直接转化为机械能,在极化方向上发生伸缩形变,产生应变和应力,实现远程驱动、清洁驱动和无线驱动,能够有效弥补传统驱动方式存在的缺陷。因此,PLZT陶瓷具有重要的理论研究价值和工程应用研究意义。本文首先阐述了0-1极化PLZT陶瓷光致多物理场的耦合特性,详细分析了形成多能场耦合的多种效应机理,阐明其相互作用的关系。通过0-1方向极化PLZT陶瓷光致特性实验,分别研究光照阶段与光停阶段PLZT陶瓷试件温度、光生电流、光生电压以及光致应变的变化规律和产生机理,分析光生电压与光致应变之间滞后现象的影响因素;然后引入风冷装置对光致特性实验进行改进,有效控制PLZT陶瓷表面温度的情况下进一步研究分析光生电压与光致应变间的滞后现象。针对光致多物理场的耦合特性,采用理论与实验相结合的方法,充分考虑反常光生伏特效应、热释电效应以及热膨胀效应的影响,建立新型0-1极化PLZT陶瓷光致多物理场数学模型并结合光致特性静态实验数据对温度变化、光生电压以及光致应变的理论表达式进行分析验证,指出该模型能够准确描述光生电压和光致应变的变化规律,合理分析滞后现象的产生原因。
【图文】：

图 1. 2 光电机驱动示意图常光生伏特效应的研究起步于 20 世纪 80 年射下的 PLZT 陶瓷，发现光生电压、光生电同组分及尺寸 PLZT 陶瓷的光生电流以及光瓷的光致性能[29]。哈尔滨工业大学的王新、光生电容以及光生电阻的影响[30]。东南大，并根据驱动原理提出了光电机设计的改进

0-1 极化 PLZT 陶瓷光致特性研究移量和最大驱动力[49]。哈尔滨工业大学的王新杰等人研究了 PLZT 陶瓷光致伸缩本构方程，并分析了 PLZT 陶瓷长宽比以及光照强度对光致伸缩的影响[30]。南京航空航天大学的郑世杰等人建立了 PLZT 陶瓷光致伸缩驱动器的有限元模型，，并通过仿真计算得出光致伸缩制动器有良好的可控性，为 PLZT 陶瓷在驱动领域的应用提供了基础[50]。南京理工大学的黄家翰研究了 0-1极化的 PLZT 陶瓷光致伸缩特性，构建了光致多物理场耦合的数学模型描述光生电压和光致形变的变化规律,并将其应用到光控微镜驱动中[51]。
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ174.1

【参考文献】

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本文编号：2704641