壓電納米板中SH型導波的傳播特性

編號：SBJS00684

篇名：壓電納米板中SH型導波的傳播特性

作者：張樂樂 劉響林 劉金喜

關鍵詞： 壓電材料 表面效應 表面壓電模型 SH波 納米板 頻散特性

機構(gòu)： 石家莊鐵道大學工程力學系 石家莊鐵道大學數(shù)理系

摘要： 壓電納米材料具有機電耦合性強、功耗低和反應靈敏等獨特性能,且能滿足工程對壓電器件微型化的要求,從而在傳感、微納米機電系統(tǒng)和柔性電子器件等領域展現(xiàn)出了廣闊的應用前景.高比表面積引起的表面效應是壓電納米材料最重要的結(jié)構(gòu)特征之一,其對材料的整體力學性質(zhì)起著決定性的作用.表面效應會導致應力和電位移在壓電表面的兩側(cè)出現(xiàn)間躍,故傳統(tǒng)的力電場連續(xù)性條件將不再適用.考慮表面為不計厚度卻擁有獨立材料參數(shù)的薄層,采用表面壓電模型計及表面彈性、表面壓電性、表面介電性和表面密度的影響,本文研究了壓電納米板中SH型導波的傳播特性,給出了板邊界處的非典型力電平衡條件,得到了頻散方程的解析表達,并結(jié)合數(shù)值算例詳細討論了表面材料參數(shù)和結(jié)構(gòu)尺寸對對稱和反對稱頻散模態(tài)的影響.結(jié)果表明:SH型導波在壓電納米板中的傳播具有明顯的尺寸相關性,即當板厚很小時,表面效應會顯著改變其頻散行為,而隨著板厚的增大,表面效應的影響會不斷減弱直至可忽略不計.