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极化状态与方向对单轴压缩下Pb(Zr0.95Ti0.05)O3铁电陶瓷畴变与相变行为的影响

蒋招绣 王永刚 聂恒昌 刘雨生

极化状态与方向对单轴压缩下Pb(Zr0.95Ti0.05)O3铁电陶瓷畴变与相变行为的影响

蒋招绣, 王永刚, 聂恒昌, 刘雨生
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  • 利用数字图像相关性分析方法发展了全场应变光学测量技术,并原位实时测量了准静态单轴压缩下铁电PZT95/5陶瓷试件的轴向应变和横向应变.基于轴向应变、横向应变随着轴向应力的变化关系,讨论了极化状态和极化方向对PZT95/5铁电陶瓷的畴变与相变行为的影响.实验结果显示:单轴压缩下,未极化和Z轴极化PZT95/5铁电陶瓷都会发生畴变,而Y轴极化PZT95/5铁电陶瓷则不发生畴变;畴变促使Z轴极化PZT95/5铁电陶瓷的轴向应变和横向应变同时快速地增长,而对未极化PZT95/5铁电陶瓷的应变增长的影响非常微弱,这种差异性归因于电畴极轴不同的取向分布特征;通过应变分解分析,验证了畴变与相变过程是解耦的,并界定了畴变应变和相变应变的影响范围;与Z轴极化PZT95/5铁电陶瓷相比,未极化PZT95/5铁电陶瓷的相变开始临界应力和相变结束应力减小,而Y轴极化PZT95/5铁电陶瓷则明显增大,由此推论畴变对相变有一定促进作用.基于放电特性的实测结果,还讨论了极化方向对极化PZT95/5铁电陶瓷去极化机理的影响.实验结果显示:Z轴极化PZT95/5铁电陶瓷去极化机理是畴变和相变的共同作用,其中畴变占主导地位,而Y轴极化PZT95/5铁电陶瓷的去极化机理仅是相变.
      通信作者: 王永刚, wangyonggang@nbu.edu.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:11272164,11472142)、宁波大学王宽诚幸福基金和王宽诚教育基金资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-07-20
  • 修回日期:  2016-10-27
  • 刊出日期:  2017-01-20

极化状态与方向对单轴压缩下Pb(Zr0.95Ti0.05)O3铁电陶瓷畴变与相变行为的影响

  • 1. 宁波大学, 冲击与安全工程教育部重点实验室, 宁波 315211;
  • 2. 中国科学院上海硅酸盐研究所, 上海 200050;
  • 3. 中国工程物理研究院流体物理研究所, 绵阳 621900
  • 通信作者: 王永刚, wangyonggang@nbu.edu.cn
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:11272164,11472142)、宁波大学王宽诚幸福基金和王宽诚教育基金资助的课题.

摘要: 利用数字图像相关性分析方法发展了全场应变光学测量技术,并原位实时测量了准静态单轴压缩下铁电PZT95/5陶瓷试件的轴向应变和横向应变.基于轴向应变、横向应变随着轴向应力的变化关系,讨论了极化状态和极化方向对PZT95/5铁电陶瓷的畴变与相变行为的影响.实验结果显示:单轴压缩下,未极化和Z轴极化PZT95/5铁电陶瓷都会发生畴变,而Y轴极化PZT95/5铁电陶瓷则不发生畴变;畴变促使Z轴极化PZT95/5铁电陶瓷的轴向应变和横向应变同时快速地增长,而对未极化PZT95/5铁电陶瓷的应变增长的影响非常微弱,这种差异性归因于电畴极轴不同的取向分布特征;通过应变分解分析,验证了畴变与相变过程是解耦的,并界定了畴变应变和相变应变的影响范围;与Z轴极化PZT95/5铁电陶瓷相比,未极化PZT95/5铁电陶瓷的相变开始临界应力和相变结束应力减小,而Y轴极化PZT95/5铁电陶瓷则明显增大,由此推论畴变对相变有一定促进作用.基于放电特性的实测结果,还讨论了极化方向对极化PZT95/5铁电陶瓷去极化机理的影响.实验结果显示:Z轴极化PZT95/5铁电陶瓷去极化机理是畴变和相变的共同作用,其中畴变占主导地位,而Y轴极化PZT95/5铁电陶瓷的去极化机理仅是相变.

English Abstract

参考文献 (15)

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