鐵電材料的微觀結構一定程度決定了鐵電材料的宏觀性能,對其進行微觀結構的模擬在材料設計方面具有非常重要的意義。傳統(tǒng)相場方法作為鐵電材料微觀結構模擬強有力的方法,因其所需材料參數(shù)多,能量勢阱及其對稱性不明顯等局限性,嚴重阻礙了鐵電材料,尤其是新型鐵電材料微觀結構的研究。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)相場方法,并使用這個方法研究了四方相和正交相鐵電疇結構、電疇在外力電場作用下的演化、以及疇界能對其微觀電疇結構的影響,主要研究工作及結論如下:第一、建立了適用于四方相和正交相的非傳統(tǒng)相場理論框架�；阼F電材料變體的特征函數(shù),用其作為相場模擬的序參數(shù),構造出了關于鐵電變體的各向異性能,并用之代替?zhèn)鹘y(tǒng)相場方法中描述鐵電材料內能的高次多項式,發(fā)展了適用于四方相和正交相鐵電疇結構的非傳統(tǒng)相場方法。所發(fā)展的非傳統(tǒng)相場方法所需參數(shù)少,能描述鐵電材料變體多勢阱結構,且具有勢阱結構和對稱性明顯等優(yōu)點。第二、使用發(fā)展起來的非傳統(tǒng)相場方法,模擬分析了四方相鐵電材料微觀電疇結構。應用非傳統(tǒng)相場方法模擬了鐵電疇成核長大、在外力電場作用下的演化、以及分析疇界能對鐵電材料微觀結...

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學位級別】：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，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]，并在二十世紀初期提出了鐵電性這一概念[4]。一般認為，鐵電材料的研究開始于1920年對羅息鹽的研究[5]，Valasek第一次發(fā)現(xiàn)羅息鹽存在自發(fā)極化，繪制并公開發(fā)表了第一....

圖1.2鈣鈦礦結構鐵電材料鈦酸鋇(BaTiO3)的原子位置

荷中心與負電荷―重心‖一起形成一對極化偶極子，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。以簡單的四方鐵電材料為例，他具有90°和1材料一個最為顯著的特性，它表征的是極化強度與外通過電滯回線可以獲得鐵電體剩余極化強度Pr、矯是電滯回線示意圖，當外電場施加于所研究....

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，比如介電性[19,20]。存在外的正電荷和負電荷會發(fā)生一定的偏移，這會導致電荷中謂的偶極子。外加的電場可以驅使偶極子的極化方向朝著產生介電極化。如果我們將均勻電介質放置在電容器的兩的極化作用下，與介質為真空的電容值相比....

圖1.4四方、正交相變體示意圖

電材料微觀結構與其材料性能的關系鐵電材料微觀結構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。在四方相結構中，Ti4+離子從體心沿<100>方向方晶格<100>晶向族具有6個等....

本文編號：3927874