電子智能材料與智能系統(tǒng)及結構

1、電子智能材料與智能系統(tǒng)及結構 4.1 緒 論一功能材料的分類I感知材料： 對外界(或內部)的刺激強度(如應力、應變、熱、光、電、磁、化學和輻射等)具有感知功能的材料II驅動材料： 對外界環(huán)境條件(或內部狀態(tài))所發(fā)生的變化能作出響應或驅動的材料(機敏材料或智能材料)二智能材料的定義以最佳條件響應外界環(huán)境的變化，且按這種變化顯示自己功能的材料它們可以感到外界環(huán)境的變化，并針對這種變化作出瞬時主動響應，具有自診斷、自適應、自修復和壽命預報以及靠自身驅動完成特定功能(如振動控制)的能力，智能材料和結構密切相關，互為一體，因此確切說法應為智能材料和結構(簡稱智能材料)它是材料科學、人工智能、信息科學、機

2、械科學、生物科學、化學和物理等學科高度發(fā)展、相互交叉的產物。三智能材料系統(tǒng)與結構的組成 母體材料傳感器中央處理器驅動器通信網絡四智能材料系統(tǒng)與結構的基本組元材料感知材料信息材料 執(zhí)行材料 + + + 機敏材料 + + 智能材料五智能材料的應用航天航空飛行器不同材料的連接處存在很大的應力集中，采用智能系統(tǒng)可加以調節(jié)并將其分散轉移到別處；座艙壁采用智能系統(tǒng)能減弱振動和噪音，使飛機飛行更平穩(wěn)；在關鍵部件上安裝智能部件，起“神經系統(tǒng)”、“肌肉”、“大腦”作用，能感覺即將出現(xiàn)的故障，并作自我修復。建筑與工程結構可自行愈合的混凝土： I在混凝土中埋入內裝入裂紋修補劑的空心纖維，當混凝土開裂時，空心纖維斷裂

3、，釋放出粘結修補劑，從而把裂紋牢牢焊接在一起，防止裂紋擴展；II 在混凝土中放入電流變體，當傳感器監(jiān)測到振動時，可將振動信號輸送給計算機，計算機根據振動情況對梁施加電壓，使液體固化，使梁強韌性增加，當振動減弱后，電壓消除，電流變體恢復液態(tài)，梁又變得很有柔性機器人利用形狀記憶合金獨特的感知溫度并出現(xiàn)位移、將熱能轉變?yōu)闄C械能的特性，將其安裝在機器人的手足和筋骨動作部分，可使機器人依據環(huán)境溫度執(zhí)行各種動作任務。4日常生活 既保溫又散熱的衣服：活動量小時起保溫作用，活動量大時起散熱作用； 人造胰腺細胞：根據血糖水平釋放胰島素4. 智能結構中的傳感系統(tǒng)一傳感器概述何謂傳感器及敏感元件？一種將各種物理和化

4、學信息按一定的規(guī)律轉換成電信號的功能器件，具有信息感知、信息變換和信息傳輸的功能傳感器技術是獲取信息的手段，是構成現(xiàn)代信息技術的主要技術，它與信息處理的計算機技術、信息傳輸的通訊技術是現(xiàn)代信息技術的三大支柱。2傳感器的分類 溫度傳感器 力學量傳感器 氣體傳感器 光傳感器 磁傳感器 濕度傳感器 電壓傳感器 生物傳感器 離子傳感器3溫度傳感器電阻式：陶瓷熱敏電阻器(PTC,NTC,CTR) 金屬電阻器(正的電阻溫度系數)PN結式：溫度敏晶體管 集成溫度傳感器熱電式：熱電偶輻射式：光學測溫計 光電測溫計4氣體傳感器所利用的特性實例被檢測的氣體電阻型表面電阻SnO2可燃氣體體電阻-Fe2O3乙醇，可燃

5、氣體體電阻TiO2O2非電阻型固體電解質ZrO2O2,SO2二極管整流特性Pd/TiO2H2,CO,乙醇晶體管特性Pd-MOSFETH2,H2S光傳感器利用光電導效應工作的光傳感器：例如CdS光敏電阻利用光電效應工作的光傳感器：例如硅光電二極管利用其他原理工作的光傳感器：例如利用光電發(fā)射效應的光電倍增管，利用熱釋電效應的紅外檢測光傳感器等力學量傳感器壓力電阻式：加速度傳感器荷重傳感器壓力電阻傳感器(力敏電阻)壓電式：加速度傳感器荷重傳感器扭矩傳感器壓力傳感器光電、磁電式傳感器：位移傳感器其他：集成壓力傳感器 電容式壓力傳感器 Si熱線式流量傳感器等7. 磁敏傳感器霍爾元件： 利用半導體在磁場作

6、用下的霍爾效應工作磁敏元件： 利用半導體中的磁阻效應工作磁敏晶體管： 利用磁場作用下結區(qū)導電性能的變化工作磁敏集成電路： 把霍爾元件或磁阻元件與單元電路集成于一塊芯片上，制成集成電路的磁敏傳感器。8. 濕度傳感器 濕敏電阻器 濕敏電容器 濕敏晶體管9. 電壓敏傳感器 按結構分： 體型壓敏傳感器 結型壓敏傳感器 單顆粒層型壓敏電阻器 薄膜型壓敏電阻器10. 生物傳感器 利用酶、抗體、微生物等作為敏感元件的探測器，將探測器上所產生的物理量、化學量的變化轉變?yōu)殡娦盘柕囊环N傳感器。必須具有識別功能的生物敏感膜感受器和換能器兩部分。類型：A. 酶傳感器: 基本組成: 固化后的酶膜+氣體電極=酶電極 葡萄

7、糖傳感器通過測定酶作用后氧含量實現(xiàn)定糖. 反應式: C6H12O6+O2C6H10O6+H2O2 生物催化劑為葡萄糖生物酶B. 微生物傳感器 基本組成: 固化的微生物膜+電化學裝置 分為: 好氣性微生物和厭氣性微生物C. 免疫傳感器 利用抗體對抗原的識別功能和與抗原結合的功能工作的. 生物電子傳感器 基本組成：生物功能膜離子敏場效應管(ISFET)E. 光生物傳感器基本組成：催化發(fā)光反應的酶光電二極管或晶體管等半導體器件二智能結構中的光纖傳感系統(tǒng)1. 智能材料與智能系統(tǒng)中傳感系統(tǒng)的選擇： A. 滿足強度相容要求 埋入后不使原材料強度下降或下降很小 測量動態(tài)范圍應與基體材料的工作強度和外加載荷相

8、匹配 B. 滿足界面相容要求 C. 滿足工藝相容要求 埋入不給基體材料的生產帶來困難; 傳感介質能經受基體材料制作中壓力等的考驗 D. 滿足場分布相容要求 埋入后不影響基體材料內各種物理場(例如應力場、電磁場、振動模式)的分布 E. 滿足尺寸相容要求 應有足夠小的體積，不影響基體材料組分和物理性能的連續(xù)性2. 光纖傳感器的特點： A. 電絕緣 B. 抗電磁干擾 C. 非侵入性(無論對電磁場還是速度場) D. 高靈敏度 E. 容易實現(xiàn)對被測信號的遠距離監(jiān)控3. 光纖傳感器類型A. 干涉型光纖傳感器： 相位調制光纖傳感器：光學現(xiàn)象：磁致伸縮磁致伸縮薩格納克效應光彈效應等 測量參數：電流、磁場，電場

9、、電壓， 角速度 振動、壓力、加速度、位移 溫度 baike.baidu /pic/138/12010758408455147.jpgsagnac effect 1911年薩格納克發(fā)明了一種可以旋轉的環(huán)形干涉儀。將同一光源發(fā)出的一束光分解為兩束，讓它們在同一個環(huán)路內沿相反方向循行一周后會合，然后在屏幕上產生干涉。這就是薩格納克效應。 薩格納克效應中條紋移動數與干涉儀的角速度和環(huán)路所圍面積之積成正比。 薩格納克效應已經得到廣泛的應用，由薩格納克效應研制出的光纖陀螺已成功地用于航空、航天等領域，是近20年發(fā)展較快的一種陀螺儀。這一在慣性空間中,由光敏感轉動的效應稱為SAGNAC效應.光纖陀螺工作原

10、理框圖如圖1所示.由光源發(fā)出的光,經藕合器傳輸到Y一波導調制器.Y一波導調制器將其輸入光分成順時針和逆時針傳輸的兩束,進人保偏光纖環(huán)圈,以實現(xiàn)SAGNAC效應 這種現(xiàn)象稱為Sagnac效應,光纖陀螺儀實質上就是一種Sagnac干涉儀.對于光纖陀螺儀的性能測試主要涉及以下幾個技術參數:標度因數K(Scale Factor)陀螺儀輸出量與輸入角速率的比值 B. 非干涉型光纖傳感器I. 偏振調制光纖傳感器 光學現(xiàn)象：法拉第效應(透射光) 泡克爾斯效應(反射光) 雙折射效應(科頓-蒙頓效應) 光彈效應測量參數：電流、磁場 電場、電壓 溫度 振動、壓力、加速度、位移II. 強度調制光纖傳感器遮光板遮斷光

11、路：溫度，振動，加速度，位移半導體透射率：溫度熒光輻射，黑體輻射：溫度光纖微彎損耗：振動，壓力，加速度，位移振動膜或液晶的反射：振動，壓力，位移氣體分子吸收：氣體濃度光纖泄漏膜：液位III. 頻率調制光纖傳感器多普勒效應：速度，流速，振動，加速度受激喇曼散射：氣體濃度光致發(fā)光：溫度IV. 顏色調制光纖傳感器熱色效應：溫度黑體輻射：溫度吸收光譜：pH值磷光光譜：溫度4. 智能材料與結構用特種光纖特殊要求 與復合材料的相容性好 動態(tài)測量范圍寬 便于擴展探測 便于增加新的檢測項目 便于開辟新的功能 系統(tǒng)的可靠性高B. 細徑光纖 光纖對復合材料性能的影響:I當光纖夾在加強纖維的兩直排層間并與加強纖維平

12、行，對復合材料沿此方向的拉伸強度的影響可忽略不計適用于測量溫度和應變II當光纖靠近最大應變表層，并與上、下直排加強纖維正交時，纖徑增大會增大纖維周圍的樹脂富集區(qū)，使復合材料強度下降，此時應采用細徑光纖適用于檢測斷裂臨界負載造成的損傷結論：采用細徑光纖對基體的性能影響最小 光纖與加強纖維的各種取向示意圖光纖周圍的樹脂富集區(qū)示意圖特殊涂覆光纖光纖涂層的作用：改善光纖與基體材料的耦聯(lián)性改善光纖的耐高溫性能使復合光纖具有較高的彈性模量目前最為理想的實用化光纖涂層：聚酰亞胺涂層光纖(唯一理想實用的光纖)抗疲勞光纖影響硅基光纖長期可靠性的兩個重要因素：靜態(tài)疲勞引起的光纖強度衰減；原因：使用導致微裂紋末端應

13、力集中滲氫引起的光纖損耗增加原因：環(huán)境和樹脂釋放氫氣克服措施：先沉積一層無定形碳，再沉積有機樹脂涂層：無論是耦合還是抗疲勞涂層，均可采用金屬涂層，但最成熟的還是有機涂層(前者)和碳涂層(后者)涂碳抗疲勞光纖結構示意圖：單模保偏光纖引子：隨著技術的發(fā)展，由振幅調制向相位和偏振調制發(fā)展普通光纖受外界溫度、應力、微彎等因素的影響，產生線性雙折射和圓雙折射，使兩個偏振模發(fā)生耦合，傳輸光束的偏振狀態(tài)在空間和時間上隨機變化，妨礙了它在干涉型光纖傳感器中的應用。克服措施： 人為增加光纖內部的雙折射，使其遠遠超過上述各種因素引起的影響，使被激勵的一個偏振本征模的功率不會耦合到另一個正交模中，從而保證了入射偏振

14、狀態(tài)的穩(wěn)定。 -高雙折射光纖 幾種保偏光纖的結構： (保偏理論依據：人為引入應力，利用光彈效應產生雙折射)F. 雙模光纖 引子： 干涉型光纖傳感器必須有信號(信號臂)和參考(參考臂)兩條通道,以便形成干涉.若兩者都埋入復合材料中，則產生同樣的相位變化，起不到參考的作用若將參考臂置于復合材料外或加以屏蔽，則不適于實際應用 措施: 用單根光纖中兩個不同的傳輸模分別作為信號通道和參考通道,代替干涉儀中的兩根光纖,不但可克服上述的困難,而且能使埋入光纖數減少一半.G. 同心雙通道光纖 組成: 中心是弱波導單模纖芯 周圍是環(huán)狀大數值孔徑多模纖芯 工作過程及其特點:I當光纖在復合材料中受到擾動時，光從弱波

15、導單模纖芯部分泄漏到多模環(huán)形芯中II在環(huán)形波導中，光的傳播速度與在單模芯中不同，因此在光纖檢測端能先后收到兩個信號，一個來自中芯，一個來自環(huán)形芯III信號到達時間差確定了擾動位置，環(huán)形多模芯中的強度確定了擾動的大小智能材料和智能結構中的四種光纖傳感器(一)A. 馬赫澤德(Mach-Znhnder)光纖傳感器 結構示意圖：特點：I干涉光強度與相位差有關在/2處靈敏度最高II. 在參考臂中設置相位調制器，將信號光與參考光的相位差總保持在/2處(零差檢測)III相位調制器由PZT環(huán)及繞在其上的部分參考光纖組成工作時，驅動電壓使PZT環(huán)膨脹，導致參考光纖內相位變化，從而保持信號光與參考光之間/2的偏置

16、IV. 僅適用于實驗室麥克爾遜(Michelson)光纖傳感器 結構示意圖: 特點:信號臂與參考臂同時埋入復合材料中，且靠得非常近信號臂比參考臂長的一段是干涉儀的探測區(qū)域，待測場使該區(qū)域信號光纖產生相對相位差，并經耦合器輸出檢測克服了參考光纖不在材料內部的缺點，省去了一個耦合器探測區(qū)域小，提高了測量的空間分辯率具有雙光纖共同的缺點：共模抑制能力較弱不適宜用于低頻應變測量由于具有高的靈敏度，常用來測量材料中低能量的高頻信號，如復合材料層間開裂時的聲發(fā)射。法里布珀羅(Fabry-Perot)光纖傳感器 結構示意圖本征型光纖F-R傳感器的結構與制作：方法一：先在光纖兩端面濺射一薄層TiO2或蒸發(fā)一層

17、金屬膜，控制其厚度以獲得適當的反射率，然后再熔接在一起優(yōu)點：制作工藝簡單缺點：熔接端面鍍有金屬或介質膜，使光纖強度下降方法二：在纖芯周圍約15m直徑范圍內鍍反射膜，從而使光纖包層斷面完全熔接優(yōu)點：一般單模光纖的纖芯面積只占光纖截面的1%以下，因而可以保證熔接強度缺點：在如此小的面積上鍍膜有一定的困難克服方法：采用Bragg光柵光纖布拉格光柵傳感器 前述三種干涉型光纖傳感器的共同特點: 由待測量引起光相位調制,通過干涉強度進行檢測其缺點是檢測的干涉光強是相位差的周期多值函數，而且線性靈敏區(qū)域有限工作原理：待測量對探測光束的波長進行調制，通過波長位移進行檢測結構與特點：在光纖的一小段范圍內沿軸向設

18、法使折射率發(fā)生周期性變化而形成芯內體光柵光波傳輸特點：光波從光纖一端射入，由于折射率的周期性變化，使纖芯中向前和向后傳輸的光波耦合當滿足Bragg條件時，波長為b光功率耦合到向后傳輸的光波中，在反射譜中b處形成強度峰值，在透射譜中b處形成強度谷值優(yōu)點：檢測量是波長的變化，不受光強的影響，對環(huán)境干擾不敏感；輸出線性范圍寬，在10000范圍內波長移動與應變有良好的線性關系；測量動態(tài)范圍只受光源譜寬的限制，不存在多值函數問題；光柵長度只有幾毫米，測量的空間分辯率高；單根光纖單端檢測，可盡量減少埋入光纖的根數和探測元件的數量；易于實現(xiàn)波分復用，可實現(xiàn)參數的分布測量；光柵制作過程無機械損傷，使用可靠光致

19、折射率變化機理: I.在摻鍺二氧化硅中,鍺進入氧空位形成Ge-Si鍵，由于Ge的原子半徑與Si不同，所形成的晶格常數與配位數也不一樣，使二氧化硅網格排列扭曲并形成缺陷中心II. 在488nm激光照射下，由于雙光子吸收使Ge-Si鍵斷裂，釋放出電子，改變了晶場能量，使折射率發(fā)生了變化纖芯內光柵制作方法：I駐波法 (示意圖)：原理：將波長為488或514nm的氬離子激光從光纖一端注入，入射光在反射面返回，在光纖內形成駐波。駐波波腹處光功率加強，從而產生折射率調制。不足之處：光柵周期不能任意變動，是入射波長的1/2折射率調制度低(510-5量級)曝光時間較長，一般需要幾分鐘II.全息曝光法(示意圖)

20、寫入過程：紫外激光束被分束器分成夾角為2的兩個光束，經柱面透鏡聚焦，將兩光束干涉條紋投射到光纖上，干涉條紋方向與光纖軸向垂直其中相長干涉部分光強達到極大值，使纖芯折射率受到調制調制機理：摻鍺光纖在244nm波長處有一強的吸收帶，吸收的紫外光直接破壞了Ge-Si鍵特點：靈敏度高，曝光時間短，折射率變化大， 曝光與拉絲同時進行. 智能材料與智能結構中的光纖傳感器(二)(另一角度，略)(一) 偏置光纖傳感器A. 原理： 當外界因素變化時，光纖的偏振態(tài)發(fā)生變化，通過檢測各種物理參量，如應變、溫度、振動等的變化。B. 特點： 具有良好的動態(tài)特性C. 埋偏振光纖傳感器智能復合材料系統(tǒng) D. 光纖的拚接方式

21、(二) 模耦合光纖傳感器A. 原理: 利用一根光纖中傳播的兩個線偏振模之間的耦合來反應被測量.B. 特點: 結構簡單,可以實現(xiàn)全光纖傳感安裝 可以省略很多干涉型傳感器所必需的參考臂光纖 省略偏振傳感器離不開的偏光器件等塊光學器件 可以同時測量應變和溫度 測量精度低于其他干涉型傳感器,高于偏振傳感器C. 兩模光纖傳感器的結構示意圖(三) 法布里-珀羅光纖傳感器A. 依據于法布里-珀羅干涉現(xiàn)象，即光束在兩個具有高反射率的平面反射鏡之間多次反射形成的干涉現(xiàn)象當外界信號發(fā)生變化時，反射腔長度發(fā)生變化，導致干涉信號發(fā)生變化特點：較高的靈敏度和測量精度，是未來智能系統(tǒng)中傳感器發(fā)展的重要方向結構類型：內置式

22、法布里-珀羅干涉光纖傳感器外置式法布里-珀羅干涉光纖傳感器(四) 光纖布拉格光柵傳感器特點：I由多個分散的光纖傳感器組成在一起，實現(xiàn)對整體結構的定點分布測量若用于結構的健康監(jiān)測，必須事先確定危險地點，以確定傳感器的位置II精度非常高，具有很好的動態(tài)響應特性，是智能結構系統(tǒng)中最具應用前景的光纖傳感器之一III成本較高，同時需要復雜的解調系統(tǒng)結構：光纖內刻制多個折射率成周期性變化的傳感區(qū)域，入射光在每個傳感區(qū)域內反射，反射信號的波長隨折射率變化的周期和折射率的大小而變化當外界條件變化時，折射率變化的周期和大小將發(fā)生變化，從而通過反射波的波長變化反映出來(五) 分布式光纖傳感器. 原理： 測量外界環(huán)

23、境變化所產生的光纖上不同位置的散射，從而確定導致散射的不同測量參量如溫度、壓力、應變、損傷等. 成本較高4. 智能結構中的執(zhí)行材料一. 壓電陶瓷 最大應變量：20000 彈性模量：62GPa 合成應變：350 響應頻率：120000Hz 可埋入性：好 穩(wěn)定性：好 使用形式：薄片 技術成熟性：好二 .壓電薄膜 最大應變量：700 彈性模量：2GPa 合成應變：10 響應頻率：0.120000Hz 可埋入性：好 穩(wěn)定性：好 使用形式：薄膜 技術成熟性：較好三 .電致伸縮材料 最大應變量：1000 彈性模量：117GPa 合成應變：500 響應頻率：120000Hz 可埋入性：好 穩(wěn)定性：好 使用形

24、式：薄帶、線 技術成熟性：好四 .磁致伸縮材料 最大應變量：2000 彈性模量：48GPa 合成應變：580 響應頻率：120000Hz 可埋入性：好 穩(wěn)定性：好 使用形式：薄膜 技術成熟性：較好五. 形狀記憶合金何謂形狀記憶效應？何謂形狀記憶合金？ 在低溫下使合金變形，然后將合金加熱到一定溫度，合金將回復到高溫下的形狀，這種現(xiàn)象稱為形狀記憶效應。具有形狀記憶效應的合金稱為形狀記憶合金。. 形狀記憶合金、磁性形狀記憶合金和磁致伸縮材料的區(qū)別：磁致伸縮材料的應變量小，但響應頻率高，形狀記憶合金的應變量大，但響應頻率低，磁性形狀記憶合金同時兼具有較大的應變量和較高的響應頻率，是智能結構系統(tǒng)中最有發(fā)

25、展前景的。. 形狀記憶效應的分類A. 單程形狀記憶效應加熱時回復到高溫形狀，冷卻時不再變化.雙程形狀記憶效應加熱時回復至高溫形狀，冷卻時回復到低溫形狀。.全程形狀記憶效應加熱時回復至高溫形狀，冷卻時回復到低溫形狀，繼續(xù)冷卻時變成曲率與高溫形狀相反的形狀。4各種形狀記憶效應示意圖(一)單程形狀記憶效應： T1 T2 T1: T2: T1: T2: 4各種形狀記憶效應示意圖(二)雙程形狀記憶效應： T1 T2 T1: T2: T1: T2: 4各種形狀記憶效應示意圖(三)全程形狀記憶效應： T1 T2 T3 T1: T2: T1: T2: T3六電(磁)流變體材料何謂電(磁)流變體？屬于一種懸浮體

26、系，在外電場或磁場作用下，其黏性、塑性和彈性等流變性能會發(fā)生顯著的可逆變化當外加場強超過一臨界值時，電(磁)流變體會在幾個毫秒內從液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)，撤消外加場后又恢復流體特性稱這類材料為電(磁)流變體組成連續(xù)相：要求：高沸點，低凝固點，在整個工作溫度范圍內最好不要揮發(fā)；較低的黏度，可使電流變體的零場黏度低；高的電阻，高的介電擊穿場強，使流體能承受很高的電壓而不放電；密度要求較高，以避免兩相分離沉淀；具有較高的化學穩(wěn)定性和疏水性；無毒，價廉材料：硅油，礦物油和其他種類的合成油，鹵代芳烴分散相：要求：形狀近似球狀，顆粒尺寸為0.1100m；其介電常數要大于連續(xù)相的介電常數；電導率為10-710-11S

27、/m；密度不能過大，以便于與連續(xù)相匹配，從而保證懸浮體系的穩(wěn)定，且密度分布要相對集中 材料: 目前研究出的電流變體配方有幾百種之多,它們之間的區(qū)別在于選擇不同的分散相.主要有如下兩類:I無機類(分子篩)：宏觀結構特點：內有許多孔徑均勻的通道和排列整齊的孔穴，其比表面積很大，對極性分子特別是水有極強的吸附力，而結構中的金屬離子，又可以在網絡中自由移動，這些都為其具有電流變效應尊定了基礎 例子：13X 型：Na56(AlO2)56(SiO2)106264H2O 4A型：Na12(AlO2)12(SiO2)12 27H2OII有機類： 結構特點：大分子聚合物，為三維網絡狀結構 例子：酚醛樹脂的鋰鹽

28、添加劑目的：保持懸浮體系的穩(wěn)定性類型：I. 表面活性劑：降低連續(xù)相的表面張力；分子的一端為非極性親油的碳氫鏈部分，另一端為極性親水的基團，形成不對稱結構分散相顆粒對其具有極強的吸附力II嵌段(或接枝)共聚物：一個嵌段形成鉸鏈群，與分散體系不溶，但能與粒面吸引，另一個嵌段溶于分散介質產生一個立式穩(wěn)定的阻擋層固化機理電流變體(ERF)與磁流變體(MRF)的比較4. 形狀記憶材料在智能結構中的應用一在汽車制造中的應用形狀記憶合金智能外殼：碰撞變形后可通過加熱方式使外殼復原形狀記憶合金智能輪胎：將合金絲夾制在汽車輪胎中，當緊急剎車時，因輪胎與地面產生大量熱，使記憶合金絲動作，促進剎車二在記錄筆驅動裝置

29、中的應用裝置內安裝一根保持在拉應力下的NiTi記憶合金絲輸入信號改變電流，加熱NiTi絲，當其受熱改變長度時即可控制桿的移動這種設計減少了許多運動部件，且極為可靠三在航天航空方面的應用制作人造衛(wèi)星中的折疊式展開天線 折疊式天線工作過程示意圖一驅動器應用阻尼降噪應用利用高損耗因子，高剛度和高的溫度穩(wěn)定性分主動和被動控制兩種模式，而主動控制又分為兩種類型：傳感器與驅動器之間的耦合可忽略不計；傳感器與驅動器之間的耦合不可忽略驅動系統(tǒng)示意圖：4. 壓電鐵電材料在智能結構中的應用無耦合：有耦合減少應力集中，改善疲勞壽命利用驅動器抵抗來自附近的應變，可把疲勞壽命提高一個量級.3減輕顫振顫振影響飛行器的性能，甚至引起疲勞破壞采用主動控制的壓電陶瓷驅動器，可有效地減輕顫振，而只需很低的驅動電壓(2.410V)二傳感器應用1壓力傳感器 壓電陶瓷傳感器 壓電聚合物PVDF(壓電性比石英晶體高35倍)2復合材料或結構的狀態(tài)監(jiān)控 采用“示蹤標記”傳感技術，即將壓電陶瓷粉或電致伸縮粉均勻地混在聚合物中； 采用壓電陶瓷與聚合物0-3復合材料，即將壓電陶瓷粉與聚合物均勻混合后做成壓電膏或涂層并涂于復雜形狀的結構上； 壓電陶瓷作聲發(fā)射敏感元件，監(jiān)測裂紋形成過程中的能量釋放信息三自適應結構壓電纖維復合材料(結構示意圖)：2壓電陶瓷與機構組合實現(xiàn)自適應 應用于以