《表3 模型中压电陶瓷性能参数》

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《基于电场分布的压电纤维复合材料性能优化》

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图2是不同粘结层介电常数对压电纤维内部电场和表面电场的分布情况影响的模拟仿真结果。图2（a）为纤维内沿x轴方向的中心线（图1线a）上的电场分布情况，可以看出随着粘结层的相对介电常数的增大，纤维中的电场强度逐渐增大，且分布更均匀，这说明复合纤维层的分压能力随着其相对介电常数的增大而增大，从而可以提高在极化过程中加载到复合纤维层的电场强度，从而提升MFC的驱动性能。图2（b）展示的是沿x轴方向的上（下）表面（图1线b）的电场分布情况，可以发现电极边缘的电场强度均存在激增现象，而这种异常增大的局域电场强度随着粘结层的相对介电常数的增大，可见随着粘结层的介电常数增大，极化过程中复合材料击穿风险也在增大。结果表明，对粘结层的介电常数应适当增大并控制在一定范围内，使其既能起到优化MFC性能的目的又不至于导致击穿。图中可以看出当ε=10时电极边缘的电场强度达到了11 kV/mm。理论上，含水环氧树脂体系的击穿电压在10～15 kV/mm，纯环氧树脂体系的击穿电压在15～20 kV/mm[13]。为了避免MFC被击穿，在设计实验时将控制粘结层介电常数在8以下，并依此设计控制Ti O2添加量。