张飒
,
程璇
,
张颖
功能材料
铁电陶瓷材料,特别是锆钛酸铅(PZT)在众多领域具有广泛的应用前景,影响其推广应用的主要因素是使用过程中外电、力场引起的材料性能的退化.观测铁电电畴及畴变的方法对研究其在外场下性能破坏机理、提高其使用的可靠性和预防其失效具有重要的理论和实际意义.本文比较了不同实验方法和测试技术的优缺点,对铁电陶瓷的电畴观测进行了综述,并简要总结了铁电陶瓷的畴变观测技术研究现状,指出了目前该领域研究中存在的问题.
关键词:
铁电陶瓷
,
铁电畴
,
畴变
,
原位观测
王瑞敏
,
褚武扬
,
宿彦京
,
高克玮
,
乔利杰
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2005.03.015
研究了浸蚀对极化和未极化的BaTiO3单晶中畴变和压痕裂纹扩展的影响.结果表明,对面内极化试样(即极化方向[001],压痕面(100)),用HCl+HF水溶液浸蚀20 s,其压痕裂纹的平均长度由(140±17)μm扩展至(211±26)μm,即增长50%,同时压痕裂纹所围的90°畴变区也明显增大;先浸蚀再打压痕和压痕后再浸蚀所得的结果相同.其原因和浸蚀剂分子吸附降低表面能有关.对离面极化试样(即压痕面(001)垂直于极化方向[001]),则浸蚀对其裂纹长度和畴变区基本没有影响.对未极化试样,浸蚀使其裂纹长度从(150±21)μm增至(182±30)μm,即增长约20%,同时畴变区亦增大.
关键词:
BaTiO3单晶
,
浸蚀
,
畴变
,
压痕裂纹
赵显武
,
褚武扬
,
宿彦京
,
李金许
,
高克玮
,
乔利杰
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2006.01.003
原位研究了残余应力和外加应力导致BaTiO3单晶压痕裂纹在湿空气和水中的滞后扩展及畴变.结果表明:很小的外应力就可使压痕裂纹扩展,裂尖的应力场强度因子KI=0.242σ√c+0.0117d√YP/c3/2.残余应力能使卸载压痕裂纹在湿空气和水中滞后扩展并使裂纹所围的畴变区增大.在水中外加恒应力,经过一定时间后畴变区先增大,然后才导致裂纹滞后扩展.
关键词:
BaTiO3单晶
,
滞后扩展
,
压痕裂纹
,
畴变
钮萼
,
何健英
,
乔利杰
,
褚武扬
,
于敦波
,
李扩社
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2006.04.006
对(Tb,Dy)Fe2超磁致伸缩合金,用微分相衬显微镜原位研究了应力和磁场引起的畴变、卸载压痕裂纹在湿空气中的滞后扩展以及在湿空气中恒磁场引起的滞后畴变及滞后开裂.结果表明,当磁场大于门槛值Hth后就能使压痕裂纹发生瞬时扩展;在湿空气中,残余应力能使(Tb,Dy)Fe2发生滞后扩展,当裂纹止裂后,恒磁场(H＜Hth)能使磁畴发生滞后变化,并能使压痕裂纹进一步发生滞后扩展.
关键词:
(Tb,Dy)Fe2
,
畴变
,
恒磁场
,
滞后开裂
刘苹莉
,
马星桥
,
褚武扬
,
乔利杰
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2008.08.007
利用三维相场理论模拟了铁电材料的自发极化、电滞回线以及力电耦合对畴变的影响.结果表明,外场下的畴变是通过新畴形核及畴壁移动所引起的长大实现的.逐渐改变外场时,在矫顽场附近各类电畴均发生90°畴变,从而导致极化强度突变.沿垂直电场方向加拉,压应变能阻止或促进沿电场方向的畴变.
关键词:
铁电材料
,
力电耦合
,
三维相场模拟
,
畴变
赵显武
,
褚武扬
,
乔利杰
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2009.00210
利用微分干涉相衬显微镜,在垂直于极化方向的电场下,对BaTiO_3单晶的畴变过程和单晶上压痕裂纹的变化过程进行了原位观察.通过对压痕周围和远离压痕区畴变过程的对比,研究了压痕对其周围畴变的影响,结果显示,面内极化试样在垂直于极化方向的面内电场作用下,原有压痕和压痕裂纹随整个试样经历90°畴变后也要发生变化,变化后其形貌与在新的极化状态下重新压制的压痕相似;对离面极化试样加面内电场时,畴变速度先增大后减小,畴变完成一半时,速度最大;而且畴变初始阶段速度呈现大小相间的振荡性.
关键词:
BaTiO_3单晶
,
畴变
,
压痕裂纹
,
断裂
张飒
机械工程材料
doi:10.11973/jxgccl201706006
采用传统固相法制备了平均晶粒尺寸为5 μm的四方结构掺镧锆钛酸铅(PLZT)铁电陶瓷,在其表面涂银、切向预极化后刻蚀出刻槽,在刻槽表面压出维氏压痕并沿预极化方向施加外电场,利用Raman光谱原位观测了压痕裂纹尖端附近不同位置的畴变,分析了Raman软模E(2TO)和E(3TO+2LO)+B1峰的强度随观测点的变化规律.结果表明:在外电场作用下,裂纹尖端会发生电致应变和90°畴变;Raman谱和软模E(2TO)、E(3TO+2LO)+B1峰强度均会随着观测点距裂纹尖端距离的增大而减弱.
关键词:
PLZT铁电陶瓷
,
原位Raman观测
,
畴变
,
裂纹尖端
陈志武
,
程璇
,
张颖
功能材料
铁电薄膜在交变电场下发生电疲劳现象是影响其商业应用的主要障碍,也是目前国内外研究的热点.本文从铁电薄膜电疲劳的影响因素、疲劳机理和消除疲劳的措施出发综述了近年来国内外在铁电薄膜电疲劳研究方面取得的进展.
关键词:
铁电薄膜
,
电疲劳
,
畴变
赵显武
,
褚武扬
,
乔利杰
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2009.00281
用正交偏振光显微镜,通过原位观察研究了恒位移下BaTiO_3单晶贯穿裂纹快速扩展与畴变的关系,以及在室温空气中(湿度为35%RH)亚临界裂纹扩展和畴变的关系.结果显示,加载开始时首先出现畴变,且其体积分数随载荷升高而增大;当载荷达到临界值时,裂纹快速形核、扩展并止裂.在空气中保持恒位移,畴变能慢慢发生,即空气中水吸附能促进畴变,当畴变发展到临界条件时就引起裂纹的亚临界扩展(即应力腐蚀).
关键词:
BaTiO_3单晶
,
畴变
,
亚临界裂纹扩展
