铁电单晶力电耦合和电疲劳实验研究及纳米接触中的材料转移效应
  • 【摘要】

    弛豫型铁电单晶和由于其相对于传统铁电材料具有更为优异的铁电性能,在传感器、作动器和存储器等方面拥有广泛的应用前景.其在外载(应力、电场和温度等)下的极化翻转和旋转机理成为国内外研究的焦点,本文实验部分的主要工作分为两部分:1、沿不同晶向单晶的非同轴力电耦合行为;2、沿不同晶向单晶的电疲劳行为. 对PMN-0.32PT弛豫型铁电单晶沿、和三个晶向极化后的非同轴力电耦合行为开展了系统的实验研究,侧重于... 展开>>弛豫型铁电单晶和由于其相对于传统铁电材料具有更为优异的铁电性能,在传感器、作动器和存储器等方面拥有广泛的应用前景.其在外载(应力、电场和温度等)下的极化翻转和旋转机理成为国内外研究的焦点,本文实验部分的主要工作分为两部分:1、沿不同晶向单晶的非同轴力电耦合行为;2、沿不同晶向单晶的电疲劳行为. 对PMN-0.32PT弛豫型铁电单晶沿、和三个晶向极化后的非同轴力电耦合行为开展了系统的实验研究,侧重于不同预压力下偏置电场对不同晶向单晶蝶形曲线(电场与应变间的关系)和电滞回线(电场与极化强度间的关系)的影响,与力电同轴情况的实验结果相比较,发现在晶向不会发生力电同轴情况下的复杂的相变(极化旋转)行为,仅发生畴翻转,且在不同预压力情况下畴翻转的数量和难易程度基本不受影响;沿和晶向虽然和力电同轴情况下一样都可以用畴翻转模型来解释实验现象,但由于力电加载模式的不同,所以实验结果有所不同.电疲劳实验研究了铁电单晶三个晶向的电疲劳特性,比较了三个晶向在相同条件下的抗疲劳特性,重点分析了沿和晶向单晶的疲劳频率特性,实验结果表明,沿晶向单晶的抗疲劳特性优于其他两个晶向,沿和晶向单晶在不同的电压下表现出不同的频率特性,我们推测这与畴是否充分翻转有关. 为了对在不同金属纳米接触过程中影响物质材料转移的因素得出一个较为系统的结论,采用准连续介质方法(QC)模拟了不同三角形压头下BCC金属钨与FCC金属镍以及BCC金属钨与FCC金属银的纳米接触过程,初步认为原子间势函数,晶体的取向共同决定了在纳米接触过程中哪种物质材料发生转移,而压头的形状基本对转移不产生影响. 收起<<

  • 【作者】

    刘海清 

  • 【学科专业】

    固体力学

  • 【授予学位】

    硕士

  • 【授予单位】

    西安交通大学

  • 【导师姓名】

    沈亚鹏

  • 【学位年度】

    2007

  • 【语种】

    chi

  • 【关键词】

    弛豫型铁电单晶%非同轴力电耦合%畴翻转%纳米接触模拟