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PLZT陶瓷的本构模型是进行PLZT陶瓷微驱动应用研究的理论基础，并受到国内外相关研究学者的重视。

1  国外研究现状

1983年，布洛迪[3]等人提出了一个使用电阻电容充电电路模型来描述光的偏振方向阶段PLZT陶瓷的电场的变化规律，但他们没有对光停止后的电场的变化规律进行阐述。1987年，Uchino[4]等人基于PLZT双晶结构光致伸缩的特点，研制了一种光学继电器，如图1。 1所示。图1。 1中的光继电器是由PLZT双晶片和PLZT陶瓷片构成的，当光照在PLZT双晶片上时，双晶片会发生变形，这样会使其自由端碰到运动片的一端，使运动片的另一端翘起，从而使光继电器处于导通；相反，当光照在PLZT陶瓷片上时，PLZT双晶片中的残存电压会被PLZT陶瓷片中的光电压火速中和掉，这时PLZT双晶片由于弹簧的作用会离开运动片，光继电器处于断开。1989年，Uchino[5]等人又根据PLZT陶瓷材料的光致变形原理研制出了一种微型行走器，如图1。 2所示。用两条腿行走的微型装置是由PLZT双晶制作的，当有交替的高能量束照射，该微型行走装置将靠近1mm/min的速率行走。87568

 使用PLZT双晶片结构的光继电器使用PLZT双晶片构造的微型行走装置

1993年，Fukuda[6]等人做了相关实验，证实了PLZT陶瓷光致伸缩效应是多物理场耦合作用的结果，可是他们没能用具体的数学模型描述各类效应之间的耦合关系。同时，Fukuda等人分析了温度对PLZT陶瓷的光致伸缩的作用，并且对一种基于PLZT双晶片的微驱动夹子作出了介绍，如图1。 3所示。该微驱动夹子是由PLZT双晶片、光钎探头、镜子等构成，当光照在PLZT双晶片上时，PLZT双晶片的构造会发生微小的变形，这样就会驱动"夹指”完成夹持这一行动[6]。1995年，Fukuda等人做了关于PLZT双晶片式光致伸缩作动器的双侧光照激励的试验，如图1。 4所示，这样就提高了光致伸缩作动器的响应速率，而且他们对其所提出的光控伺服系统进行了数学建模和试验论证[7]。 使用PLZT双晶片构造的微型夹子 PLZT双晶结构双面照射示意图

2005年，Shih[8]等人使用Fukuda等人的实验数据计算出的PLZT的本构模型方程，但他们没有考虑热膨胀效应对光的感应电场。2009年，Luo和Tong[9]-[10]研究0-3极化（厚度方向极化）的光致伸缩作动器，并提出光致应变的大小随着光穿透深度的增长而减小，而且对该类型的光致伸缩作动器的本构方程进行了推导。论文网

2  国内研究现状

而在中国，对PLZT基于光线的效果，研究PLZT光致伸缩的应用不多。1996年与1997年，哈尔滨工业大学的张显奎[11]等人理论研究了PLZT陶瓷光诱导的磁致伸缩效应和双晶构造的动力学模型，同时，将PLZT陶瓷应用于轻流体伺服系统。2007年，北京航天航空大学的梁磊和王少萍[12]等人理论分析了PLZT陶瓷的光致伸缩特征、双晶片构造的能量传输特征，并且对所创建的光控伺服体系进行了建模与仿真。因为海内学者把PLZT陶瓷的研究重点放在了物理特征以及材料的掺杂制备的研究上，导致了国内对PLZT陶瓷的光致伸缩特性研究及应用均相对滞后。2014年，黄家瀚和王新杰[13]-[14]考虑到热膨胀效应对光致电场的影响，基于多场耦合关系提出了一种光生电压及光致形变预测模型，同时通过定光强静态实验对模型的合理性进行了验证，并推导光停止阶段PLZT陶瓷形变的光-电-热-力耦合本构方程，为PLZT陶瓷在微驱动范畴的闭环控制给出了理论依据。

3  PLZT陶瓷的应用研究

目前，PLZT在微驱动领域的工程应用主要体现在两大方面，一是进行PLZT层合柔性结构主动振动控制研究；二是进行光控伺服控制系统方面的研究；在主动振动控制方面，众多学者都进行了大量的研究，并且相继开展了光电层合梁[14]、板[15]、壳[16]的主动控制研究，但大都侧重于理论研究，缺少实验验证，且所用本构方程仍需完善；在光控伺服控制研究方面，相关文献较少。1993年，Fukuda等人基于PLZT陶瓷双晶片提出一种光控伺服系统，并对其进行了实验验证，但未能通过材料的本构方程给出系统的数学模型。1997年，Morikawa[17]等人同样基于双晶片式PLZT陶瓷提出一种有效的位置控制策略，然而有关PLZT双晶片在光停阶段位移变化的数学模型未见诸相关文献。综述所述，PLZT陶瓷在微驱动方面的工程应用的核心问题就是完善PLZT陶瓷本构模型的基础上，开展PLZT陶瓷的闭环伺服控制研究。 (责任编辑：qin)