降低纵振模式磁电谐振器谐振频率的结构及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115776839A(43)申请公布日2023.03.10(21)申请号202211334325.4H10N30/857(2023.01)(22)申请日2022.10.28H10N35/85(2023.01)H10N30/01(2023.01)(71)申请人青岛哈尔滨工程大学创新发展中心H10N35/01(2023.01)地址266530山东省青岛市黄岛区三沙路H03H3/04(2023.01)1777号H03H9/17(2023.01)(72)发明人储昭强王若飞闵书刚王延盼南天翔焦杰(74)专利代理机构哈尔滨市阳光惠远知识产权代理有限公司23211专利代理师韩丽娜(51)Int.Cl.H10N30/20(2023.01)H10N35/00(2023.01)H10N30/85(2006.01)H10N30/853(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称降低纵振模式磁电谐振器谐振频率的结构及其制备方法(57)摘要本发明提出了降低纵振模式磁电谐振器谐振频率的结构及其制备方法，属于磁电谐振器技术领域。解决了现有纵振模式的磁电谐振器，谐振频率难以降低，以及弯曲振动模式的磁电谐振器虽然谐振频率低，但是磁电耦合能力弱的问题。本发明的压电材料层的上下分别对称安装有上下层磁致伸缩材料，上层磁致伸缩材料与下层磁致伸缩材料结构相同，中间为等截面杆而两侧为指数型鱼尾结构，压电材料层包括上层柔性电极、压电材料和下层柔性电极，压电材料的上下分别对称安装上层柔性电极和下层柔性电极。本发明综合考虑2‑1型和1‑1型磁电谐振器的优势和不足，进行压磁相的几何结构优化，实现高耦合性能磁电谐振器的低成本制备及其谐振频率的降低。CN115776839ACN115776839A权利要求书1/2页1.一种降低纵振模式磁电谐振器谐振频率的结构，其特征在于：包括上下层磁致伸缩材料和压电材料层，所述压电材料层的上下分别对称安装有上下层磁致伸缩材料，上层磁致伸缩材料(1)与下层磁致伸缩材料(5)结构相同，中间为等截面杆而两侧为指数型鱼尾结构，所述压电材料层包括上层柔性电极(2)、压电材料(3)和下层柔性电极(4)，所述压电材料(3)的上下分别对称安装上层柔性电极(2)和下层柔性电极(4)。2.根据权利要求1所述的降低纵振模式磁电谐振器谐振频率的结构，其特征在于：所述上层磁致伸缩材料(1)与下层磁致伸缩材料(5)均由多片非晶软磁合金通过环氧树脂复合而成。3.根据权利要求1所述的降低纵振模式磁电谐振器谐振频率的结构，其特征在于：所述上层磁致伸缩材料(1)与下层磁致伸缩材料(5)的两侧鱼尾结构的两侧截面宽度呈指数变化。4.根据权利要求1所述的降低纵振模式磁电谐振器谐振频率的结构，其特征在于：所述上层磁致伸缩材料(1)与下层磁致伸缩材料(5)的组成材料为Metglas、Fe‑Ga合金、Terfernol‑D合金、Fe‑Ni合金、FeCo、FeCoB、FeGaB、NiZn铁氧体以及Ni金属中的一种。5.根据权利要求1所述的降低纵振模式磁电谐振器谐振频率的结构，其特征在于：所述压电材料(3)包括压电陶瓷、压电单晶和压电聚合物，为PVDF、PVDF‑TrFE、LiNbO3、BaTiO3、Pb(Zr,Ti)O3、Pb(Mg,Nb)O3‑PbTiO3、Pb(Zn,Nb)O3‑PbTiO3或BiScO3‑PbTiO3中的一种。6.根据权利要求1或5所述的降低纵振模式磁电谐振器谐振频率的结构，其特征在于：压电材料(3)采用块体材料或者宏观压电纤维材料。7.根据权利要求6所述的降低纵振模式磁电谐振器谐振频率的结构，其特征在于：宏观压电纤维采用叉指电极纵向极化，或者串/并联厚度极化。8.根据权利要求1所述的降低纵振模式磁电谐振器谐振频率的结构，其特征在于：所述上层柔性电极(2)、压电材料(3)和下层柔性电极(4)通过环氧树脂复合。9.一种如权利要求1所述的降低纵振模式磁电谐振器谐振频率的结构的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：步骤一、上下层磁致伸缩材料的制备，具体操作为：(1)、绘制所需鱼尾型的二维尺寸图，激光切割软磁合金成型后以酒精擦洗干净，置于真空干燥箱中烘干备用；(2)、一次取一片软磁合金，在一侧涂覆厚度均匀的环氧树脂胶，逐层堆叠；(3)、将多层软磁合金以透明胶固定在玻璃板上，置于等静压机中，室温固化24小时；步骤二、压电材料层的制备，具体操作为：(1)、绘制所需柔性电极的表面尺寸图，覆铜后所得柔性电极和压电材料(3)超声清洗后，置于真空干燥箱烘干备用；(2)一次取两片柔性电极，将覆铜表面涂厚度均匀的环氧树脂胶，将压电材料(3)置于两片柔性电极之间；(3)、将压电材料层放置在玻璃板上，上面覆盖一层塑料薄