本书在著者课题组四年的工作基础上, 详细介绍了柔性磁电材料体系的设计原理、加工手段以及在自供能感知和能源俘获领域的应用。利用现代制造技术, 我们可以很方便地成形柔性磁电器件, 可应用于自供能传感器、能源转换器件以及自感知软体机器人等领域。
第1章绪论/1
1.1引言/1
1.2机电转换自供能传感器分类与存在的问题/2
1.2.1基于压电效应的自供能传感器/2
1.2.2基于摩擦电效应的自供能传感器/4
1.2.3基于电磁感应效应的自供能传感器/6
1.2.4机电转换自供能传感器存在的问题/8
1.3柔性磁电材料体系的设计原理及分类/9
1.4柔性磁电材料体系的研究进展/12
1.5柔性磁电材料体系面临的挑战/17
第2章柔性磁电材料体系 Ansys Maxwell数值仿真分析/18
2.1引言/18
2.2磁粉/聚合物复合材料体系有限元等效模型的建立/19
2.3有限元仿真等效模型的验证/28
2.3.1准确性验证/28
2.3.2形状适用性验证/31
2.4有限元仿真等效模型对磁电传感器参数的优化设计/33
2.4.1磁性颗粒粒径对输出电压的影响/33
2.4.2磁性颗粒粒子数对输出电压的影响/36
2.4.3磁性单元和导电单元之间的距离对输出电压的影响/39
2.5磁粉/聚合物复合体系的仿真模拟规律小结/40
第3章基于磁材料形变的磁电复合块体/41
3.1磁电软复合块体传感器的设计与制备/41
3.2实验测试仪器与方法/42
3.3磁电软复合块体传感器的形貌结构表征/43
3.4磁电软复合块体传感器的力电转换机理/45
3.5材料与器件的结构参数对力电转换性能的影响/48
3.6磁电软复合块体传感器的自供能传感性能/52
3.7磁电软复合块体传感器阵列/53
3.8磁电软复合块体传感器在智能停车监控系统上的应用/55
柔性磁电材料体系：自供能感知与能源俘获目录第4章基于磁材料形变的磁电复合仿默克尔小体/57
4.1磁电复合仿默克尔小体传感器的设计与制备/57
4.2实验测试仪器与方法/58
4.3磁电复合仿默克尔小体传感器的数值仿真建模/58
4.4磁电复合仿默克尔小体传感器的形貌结构表征/61
4.5磁电复合仿默克尔小体传感器的力电转换机理/62
4.6材料与器件的结构参数对力电转换性能的影响/65
4.7磁电复合仿默克尔小体传感器在机器人触觉传感上的应用/69
第5章基于导电材料形变的液态金属基柔性磁电薄膜/72
5.1GLMA基柔性磁电薄膜的设计与制备/72
5.2实验测试仪器与方法/73
5.3GLMA基柔性磁电薄膜的形貌结构表征/73
5.4GLMA基柔性磁电薄膜的力电转换机理/75
5.5材料与器件的结构参数对力电转换性能的影响/79
5.6GLMA基柔性磁电薄膜的应力感知性能/83
5.7图案化GLMA基柔性磁电薄膜传感器/85
5.8GLMA基柔性磁电薄膜在可穿戴感知上的应用/87
第6章基于导电材料形变的全柔性碳纤维织物基磁电体系/88
6.1碳纤维织物基磁电传感器件的设计与制备/88
6.2碳纤维织物与软磁复合物的形貌结构表征/91
6.3碳纤维织物基磁电传感器件的力电转换性能及其机理/93
6.4软磁复合物和碳纤维织物的参数对力电转换性能的影响/96
6.4.1软磁复合物的磁含量对力电转换性能的影响/96
6.4.2软磁复合物的内径对力电转换性能的影响/97
6.4.3碳纤维织物的厚度对力电转换性能的影响/99
6.4.4碳纤维织物基磁电传感器的组装方式对力电转换
性能的影响/100
6.5全柔性碳纤维织物基磁电体系的高化学稳定性/101
6.5.1碳纤维织物基磁电传感器件在酸性环境下的稳定性/101
6.5.2碳纤维织物基磁电传感器件在碱性环境下的稳定性/101
6.6碳纤维织物基磁电传感器件在软体机器人上的应用/103
6.6.1碳纤维织物基全柔性软体机器人的设计/103
6.6.2碳纤维织物基全柔性软体机器人的充磁方式/104
6.6.3碳纤维织物基全柔性软体机器人的运动模式/104
6.6.4碳纤维织物基全柔性软体机器人的感知和识别功能/105
6.6.5碳纤维织物基全柔性软体机器人的感知识别运动
一体化能力/105
6.6.6碳纤维织物基全柔性软体机器人在水下酸性和碱性
环境中的应用/107
第7章基于磁电材料相对距离变化的超疏水磁电体系/108
7.1超疏水液滴磁电发电机的设计、制备与标准/108
7.2超疏水液滴磁电发电机的形貌结构表征/109
7.3超疏水液滴磁电发电机的力电转换机理/113
7.4材料与器件的结构参数对力电转换性能的影响/116
7.5超疏水液滴磁电发电机收集水滴的重力势能和集水应用/118
第8章基于磁电材料相对距离变化的柔性磁电织物体系/121
8.1磁性织物的织造与磁化/122
8.1.1磁性纱线的大规模制备/122
8.1.2磁性织物的织造过程/122
8.1.3磁性织物的磁化过程/122
8.2磁性织物的分析表征/124
8.2.1磁性织物的纺织性能测试/124
8.2.2磁性织物的磁性测试/126
8.3磁性织物的力电转换性能测试/127
8.3.1磁性织物的力电转换性能测试平台的搭建/127
8.3.2不同参数对柔性磁电式织物发电体系电学性能的影响/127
8.4利用磁性织物制备磁电式发电衣物/131
8.4.1磁电式发电衣的缝制过程/131
8.4.2发电衣的电学性能/132
8.4.3发电衣的仿真模拟/132
8.5磁电式发电衣为可穿戴电子设备供能/135
8.5.1磁电式发电衣为小型用电器供电/135
8.5.2磁电式发电衣为超级电容充电/136
8.5.3磁电式发电衣和超级电容为对讲机供电/137
8.5.4磁电式发电衣和超级电容为智能手环充电/137
第9章基于外力驱动磁流体移动的仿鲨鱼皮水下超疏油磁电体系/139
9.1水下超疏油磁电俘能器件的设计、制备与表征/140
9.2仿鲨鱼皮3D打印样品的形貌结构表征/142
9.3样品表面对磁流体黏附性的表征/144
9.4仿鲨鱼皮表面的结构参数对水下超疏油和减阻性能的影响/146
9.4.1鳞片上相邻肋条之间的距离对水下超疏油和减阻
性能的影响/147
9.4.2鳞片间的垂直(y轴)分布距离对水下超疏油和减阻
性能的影响/147
9.4.3鳞片的倾斜角度对水下超疏油和减阻性能的影响/150
9.5水下超疏油磁电俘能器件的力电转换性能及其机理/153
9.5.1水下超疏油磁电俘能器件的力电转换性能/153
9.5.2水下超疏油磁电俘能器件的力电转换机理/155
9.6磁电俘能器件的结构参数对力电转换性能的影响/158
9.7水下超疏油磁电俘能器件在收集滑动机械能上的应用/160
第10章基于磁流体的仿荷叶超疏水磁电体系/163
10.1仿荷叶超疏水磁流体发电机的制备与仿真建模/163
10.2仿荷叶超疏水磁流体发电机的形貌结构表征/165
10.3仿荷叶超疏水磁流体发电机的力电转换机理/166
10.4材料与器件的结构参数对力电转换性能的影响/171
10.5仿荷叶超疏水磁流体发电机用于收集波浪能/177
参考文献/179
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