近日,澳门太阳娱乐网站官网材料科学与工程系董蜀湘">董蜀湘教授课题组成员刘国希、石花朵同学在韩国举办的电子材料国际会议(International Conference on Advanced Electromaterials,2013 (ICAE2013))上,双双斩获最佳海报奖。
博士生刘国希报道了利用磁电复合材料回收低频磁场能量方面的最新研究成果。他们提出了一种磁-机-电(magneto-mechano-electric)耦合机理;设计的压电bimorph与NdFeB磁铁构成的磁电复合悬臂梁结构,通过悬臂梁的低频率谐振,可以实现强的磁-机-电耦合。实验结果显示:在低频率范围,这种方法比传统法拉第电磁感应原理可更有效的实现磁-电能量耦合与转换,从而可更有效的用于低频率磁场能量回收。测试表面这种磁电结构在几十赫兹谐振频率下的最大磁能量回收功率密度可达到11.6mW/Oe2cm3,可以点亮6个商用LED灯泡。获得的结果比之前相关的报道高出了一个数量级。提出的方法有潜力用于自供能量传感器系统。该研究成果目前已被Applied Physics Letters 接受。
博士生石花朵针对极端苛刻环境(如高、低温)应用,设计了一种单片结构“弯位移”压电驱动器,在外加电压下像传统的压电双晶片(bimorph)一样产生弯曲运动;该驱动器工作在反对称纵压电效应,理论上更优于传统的采用横压电效应的压电双晶片结构。传统压电双晶片驱动器需要多个压电元件粘结起来,在高、低温环境下还容易出现界面分离而失效。实验结果表明利用居里温度为447℃的BiScO3-PbTiO3陶瓷制作的单片压电驱动器,在380℃温度下仍能正常工作,而传统压电双晶片驱动器在120℃工作温度下就出现性能衰减。目前这项研究成果已申报中国发明专利一项,该成果同时发表在Applied Physics Letters 102, 242904 (2013)刊物上。
低频率磁-机-电能量回收器
单片结构“弯位移”高温压电驱动器