研究目的
开发和实验验证理论模型，用于预测直印能量收集器纳米复合材料的g31压电电压系数，重点研究活性相的纵横比和排列方式对纳米复合材料性能的显著影响。
研究成果
研究表明，活性相的纵横比和排列方式会显著影响纳米复合材料的性能。采用高纵横比纳米线时，该纳米复合材料的电压系数可比块体压电材料高出七倍以上。这些结果为压电纳米复合材料能量收集器的建模及缓解功率限制提供了有效途径。
研究不足
由于对ε33系数的低估，这些模型略微高估了g31系数。实验验证仅限于具有特定长径比和重量分数的纳米复合材料。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用Mori-Tanaka方法和有限元法（FEM）对纳米复合材料的压电电压系数进行建模。
2：样品选择与数据来源：
制备了具有不同长径比和体积分数的钛酸钡（BTO）纳米线。
3：实验设备与材料清单：
包括动态力学分析仪（DMA，Q800，TA仪器）、LCR表（Agilent E4980A）、静电计（Keysight B2985A）以及用于纳米复合材料制备的直写系统。
4：实验步骤与操作流程：
采用直写法制备纳米复合材料，随后进行极化和电学表征，以测量g31系数和功率输出。
5：数据分析方法：
通过测量的纳米复合材料电容、厚度、长度以及输出电压和输入力计算压电电压系数。
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