[发明专利]一种1‑3型磁电复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种1-3型磁电复合材料，其特征在于，包括极化的压电陶瓷材料层和磁化的磁致伸缩材料柱，所述压电陶瓷材料层具有蜂窝状排列的通孔结构，所述磁致伸缩材料柱贯穿设置于所述压电陶瓷材料层的通孔内，所述磁致伸缩材料柱与所述压电陶瓷材料层等高，且所述磁致伸缩材料柱与所述压电陶瓷材料层之间通过热处理粘结，所述压电陶瓷材料层的两端镀覆电极。

2.根据权利要求1所述的1-3型磁电复合材料，其特征在于，所述压电陶瓷材料层的通孔的分布为m×n的列阵，其中，m≥2，n≥2。

3.根据权利要求1所述的1-3型磁电复合材料，其特征在于，所述压电陶瓷材料层的厚度不小于100μm。

4.根据权利要求1所述的1-3型磁电复合材料，其特征在于，所述磁致伸缩材料柱与所述压电陶瓷材料层的通孔的横截面形状相同。

5.根据权利要求1所述的1-3型磁电复合材料，其特征在于，所述通孔的横截面为圆形、矩形或正多边形的一种。

6.根据权利要求1所述的1-3型磁电复合材料，其特征在于，所述压电陶瓷材料层的的横截面积不小于1cm²，所述磁致伸缩材料柱的横截面积不小于300μm²。

7.根据权利要求1所述的1-3型磁电复合材料，其特征在于，所述压电陶瓷为PZT、PMnS或者BNT中的一种。

8.根据权利要求1所述的1-3型磁电复合材料，其特征在于，所述的磁致伸缩材料为铁氧体磁致伸缩材料，优选的铁氧体为CoFe₂O₄或者NiFe₂O₄中的一种。

9.根据权利要求1-8任一项所述的1-3型磁电复合材料，其特征在于，所述电极的材料为Cu、Au或Ag中的一种。

10.根据权利要求1-9任一项所述的1-3型磁电复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、采用塑性聚合物法将压电陶瓷粉体制备成压电陶瓷泥料，采用挤制成型技术将陶瓷泥料制备成蜂窝状压电陶瓷坯体；采用塑性聚合物-挤制成型技术制备形状与蜂窝状的压电陶瓷通孔相匹配的磁致伸缩材料柱；

(2)、将磁致伸缩材料柱依次嵌入蜂窝状压电陶瓷坯体的通孔中，经过排塑和烧结处理后，利用热处理过程中坯体的收缩和烧结作用实现压电陶瓷与磁致伸缩材料之间的粘结，得到1-3型磁电复合结构，并对结构中的磁致伸缩材料进行磁化处理；

(3)、根据磁电复合材料成品对厚度的要求，1-3型磁电复合结构沿磁致伸缩材料柱轴向的垂直方向进行切割，并在压电陶瓷材料层两端镀覆电极并进行极化处理，得到1-3型磁电复合材料。