[发明专利]一种双夹持纵振模式磁电天线及其制备方法

权利要求书

1.一种双夹持纵振模式磁电天线，其特征在于，包括压电堆(1)、磁致伸缩材料(2)、线圈(4)和刚性框架(5)；刚性框架(5)内侧对称设置有两个压电堆(1)，且两个压电堆(1)的端部相对设置，两个压电堆(1)之间设置有磁致伸缩材料(2)，磁致伸缩材料(2)上螺旋缠绕有线圈(4)；

压电堆(1)由多层压电材料(6)组成，每相邻两层压电材料(6)之间有一层叉指电极(3)压电材料和叉指电极(3)粘接在一起；

两个压电堆(1)相对的面上均设置有半球形端帽(9)，磁致伸缩材料(2)的两端均设置有锥形槽端帽(10)，半球形端帽(9)嵌套在锥形槽端帽(10)内；两个压电堆上的半球形端帽分别与磁致伸缩材料两端的锥形槽端帽配合，三部分按照“压电堆-磁致伸缩材料-压电堆”的顺序连接并固定在刚性框架内部；刚性框架的尺寸由压电堆的厚度与磁致伸缩材料的长度决定，内框长度约等于“压电堆-磁致伸缩材料-压电堆”连接体的长度，内框宽度大于连接体截面的直径或宽度。

2.根据权利要求1所述的一种双夹持纵振模式磁电天线，其特征在于，多层压电材料侧面涂覆有环氧树脂(7)，压电材料和叉指电极(3)通过环氧树脂(7)粘接在一起。

3.根据权利要求1所述的一种双夹持纵振模式磁电天线，其特征在于，刚性框架(5)为空心矩形的刚性框架。

4.根据权利要求1所述的一种双夹持纵振模式磁电天线，其特征在于，压电堆横截面为直径1-20mm的圆形，或长度为1-20mm，宽度为1-20mm的长方形；每层压电材料的厚度为0.01-2mm，压电层的材料为AlN、石英、LiNbO₃、BaTiO₃、ZnO、Pb(Zr,Ti)O₃、Pb(Mg,Nb)O₃-PbTiO₃、Pb(Zn,Nb)O₃-PbTiO₃或BiScO₃-PbTiO₃中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种双夹持纵振模式磁电天线，其特征在于，叉指电极形状为薄片状，材料为Au、Ag、Al、Cu或Pt中的一种。

6.根据权利要求1所述的一种双夹持纵振模式磁电天线，其特征在于，磁致伸缩材料为直径为1-20mm的圆柱体，或者横截面积小于400mm²的长方体，材料为Metglass、Tb-Dy-Fe、FeCo、FeCoB、FeGaB、NiZn铁氧体、Ni-Co铁氧体或SmFe中的一种；线圈为塑料外壳的绝缘线。

7.根据权利要求1所述的一种双夹持纵振模式磁电天线，其特征在于，半球形端帽和锥形槽端帽的尺寸应保证其切面能够完整覆盖压电堆和磁致伸缩材料的上下表面；锥形槽端帽的深度与半球形端帽的半径相同；刚性框架、锥形槽端帽为黄铜、紫铜、磷青铜、铝合金、钛合金中的一种，半球形端帽的材料为氧化铝、氧化锆或碳化硅。

8.一种双夹持纵振模式磁电天线的制备方法，其特征在于，基于权利要求1至7任意一项所述的一种双夹持纵振模式磁电天线，包括以下步骤：

步骤1，提供所需的压电材料，将压电材料切割成需要的尺寸，并用超纯水超声清洗干净；

步骤2，将每片压电材料的上下表面通过电镀、银浆退火方式做好银电极，并沿厚度方向极化；

步骤3，将叉指电极夹在两层压电材料之间，相邻的两层压电材料的极化方向相反，通过堆叠方式形成多层压电堆，在预紧力作用下，在压电堆侧面涂覆环氧树脂，固化后形成多层压电堆，共需制作两个这样的压电堆；

步骤4，提供所需的磁致伸缩材料，将磁致伸缩材料制作成需要的尺寸，并用超纯水超声清洗干净；

步骤5，在磁致伸缩材料上均匀缠绕线圈，线圈通电后用于提供偏置磁场；

步骤6，提供所需的陶瓷材料和刚性材料，分别切割成合适尺寸的两个半球形端帽与两个锥形槽端帽；

步骤7，用环氧树脂将两个半球形端帽分别粘合在每个压电堆的一个表面，将两个锥形槽端帽分别粘合在磁致伸缩材料的上下表面；

步骤8，提供一个由所需刚性材料制成的空心矩形框架，将两个压电堆上的半球形端帽分别与磁致伸缩材料两端的锥形槽端帽配合，三部分按照“压电堆-磁致伸缩材料-压电堆”的顺序连接，然后将连接体固定在框架内部。