鐵電材料的微觀結(jié)構(gòu)一定程度決定了鐵電材料的宏觀性能,對(duì)其進(jìn)行微觀結(jié)構(gòu)的模擬在材料設(shè)計(jì)方面具有非常重要的意義。傳統(tǒng)相場(chǎng)方法作為鐵電材料微觀結(jié)構(gòu)模擬強(qiáng)有力的方法,因其所需材料參數(shù)多,能量勢(shì)阱及其對(duì)稱(chēng)性不明顯等局限性,嚴(yán)重阻礙了鐵電材料,尤其是新型鐵電材料微觀結(jié)構(gòu)的研究。為了克服這些困難,本論文發(fā)展了一套適用于鈦酸鋇四方相和正交相鐵電材料的非傳統(tǒng)相場(chǎng)方法,并使用這個(gè)方法研究了四方相和正交相鐵電疇結(jié)構(gòu)、電疇在外力電場(chǎng)作用下的演化、以及疇界能對(duì)其微觀電疇結(jié)構(gòu)的影響,主要研究工作及結(jié)論如下:第一、建立了適用于四方相和正交相的非傳統(tǒng)相場(chǎng)理論框架。基于鐵電材料變體的特征函數(shù),用其作為相場(chǎng)模擬的序參數(shù),構(gòu)造出了關(guān)于鐵電變體的各向異性能,并用之代替?zhèn)鹘y(tǒng)相場(chǎng)方法中描述鐵電材料內(nèi)能的高次多項(xiàng)式,發(fā)展了適用于四方相和正交相鐵電疇結(jié)構(gòu)的非傳統(tǒng)相場(chǎng)方法。所發(fā)展的非傳統(tǒng)相場(chǎng)方法所需參數(shù)少,能描述鐵電材料變體多勢(shì)阱結(jié)構(gòu),且具有勢(shì)阱結(jié)構(gòu)和對(duì)稱(chēng)性明顯等優(yōu)點(diǎn)。第二、使用發(fā)展起來(lái)的非傳統(tǒng)相場(chǎng)方法,模擬分析了四方相鐵電材料微觀電疇結(jié)構(gòu)。應(yīng)用非傳統(tǒng)相場(chǎng)方法模擬了鐵電疇成核長(zhǎng)大、在外力電場(chǎng)作用下的演化、以及分析疇界能對(duì)鐵電材料微觀結(jié)...

【文章頁(yè)數(shù)】：75 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1鐵電材料發(fā)展史上的重要事件

早在十九世紀(jì)，人們就在羅息鹽(NaKC4H4O6·4H2O)、石英以及其它礦石中發(fā)現(xiàn)了壓電性[1-3]，并在二十世紀(jì)初期提出了鐵電性這一概念[4]。一般認(rèn)為，鐵電材料的研究開(kāi)始于1920年對(duì)羅息鹽的研究[5]，Valasek第一次發(fā)現(xiàn)羅息鹽存在自發(fā)極化，繪制并公開(kāi)發(fā)表了第一....

圖1.2鈣鈦礦結(jié)構(gòu)鐵電材料鈦酸鋇(BaTiO3)的原子位置

荷中心與負(fù)電荷―重心‖一起形成一對(duì)極化偶極子，從為具有相同極化方向的連續(xù)偶極子區(qū)域。相鄰電疇與疇壁。以簡(jiǎn)單的四方鐵電材料為例，他具有90°和1材料一個(gè)最為顯著的特性，它表征的是極化強(qiáng)度與外通過(guò)電滯回線可以獲得鐵電體剩余極化強(qiáng)度Pr、矯是電滯回線示意圖，當(dāng)外電場(chǎng)施加于所研究....

圖1.3鐵電材料電滯回線示意圖

圖1.3鐵電材料電滯回線示意圖料具有一些非常優(yōu)異的性質(zhì)，比如介電性[19,20]。存在外的正電荷和負(fù)電荷會(huì)發(fā)生一定的偏移，這會(huì)導(dǎo)致電荷中謂的偶極子。外加的電場(chǎng)可以驅(qū)使偶極子的極化方向朝著產(chǎn)生介電極化。如果我們將均勻電介質(zhì)放置在電容器的兩的極化作用下，與介質(zhì)為真空的電容值相比....

圖1.4四方、正交相變體示意圖

電材料微觀結(jié)構(gòu)與其材料性能的關(guān)系鐵電材料微觀結(jié)構(gòu)電材料在高溫下為順電相，低溫下為鐵電相。以鈦酸鋇材料為例度120℃以下會(huì)表現(xiàn)鐵電相[40]，如5℃到120℃之間表現(xiàn)為四方相間表現(xiàn)為正交相。在四方相結(jié)構(gòu)中，Ti4+離子從體心沿<100>方向方晶格<100>晶向族具有6個(gè)等....

本文編號(hào)：3927874