Исследование разрушения сегнетокерамики при одновременном действии электрического поля и механических напряжений

• Автор: Коренева, Вера Викторовна
• Шифр специальности: 01.04.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 158 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ. РАЗРУШЕНИЕ И ПОЛЯРИЗАЦИЯ СЕГНЕТОКЕРАМИКИ ПРИ ОДНОВРЕМЕННОМ ДЕЙСТВИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ И МЕХАНИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ

1.1 Разрушение сегнетокерамики при приложении электромеханической

нагрузки

1.2 Методы исследования процессов поляризации в сегнетоэлектриках

1.3 Моделирование процессов изменения поляризации и кинетики доменной структуры в сегнетоэлектриках
1.4 Выводы
ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ВРЕМЕННЫХ ЗАВИСИМОСТЕЙ ТОКА В СЕГНЕТОКЕРАМИКЕ ПРИ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОМ ВОЗДЕЙСТВИИ
2.1 Методика моделирования токов, возникающих при одновременном приложении электрического поля и механических напряжений
2.2 Компьютерный анализ образования пика тока и механизм его распада при приложении электромеханической нагрузки
2.3 Выводы
ГЛАВА 3. РАЗРУШЕНИЕ, ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ
СЕГНЕТОКЕРАМИКИ ПРИ ДЕЙСТВИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ И МЕХАНИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ. КИНЕТИЧЕСКИЕ КРИВЫЕ ТОКА В
СИСТЕМЕ ЦТС С ЭЛЕКТРОДАМИ И ИХ МОДЕЛИРОВАНИЕ
3.1 Виды временной зависимости тока (кинетические кривые релаксации тока) при нагружении сегнетокерамики до разрушения в механическом и электрическом полях

3.1.1 Разрушение сегнетокерамики, находящейся под действием внешних механических напряжений, при ступенчатом увеличении электрического поля
3.1.2 Разрушение сегнетокерамики, находящейся во внешнем электрическом поле, при ступенчатом увеличении механических напряжений
3.1.3 Разрушение при ступенчатом механическом нагружении
сегнетокерамического образца
3.2 Переходный ток при поляризации сегнетокерамики под действием электрического поля
3.2.1 Кинетические кривые релаксации тока образцов системы ЦТС при воздействии поляризующего поля
3.2.1.1 Напряженность электрического поля меньше коэрцитивного поля
3.2.1.2 Напряженность электрического поля выше коэрцитивного поля
3.3 Кинетические кривые релаксации тока образцов системы ЦТС при воздействии поляризующего или деполяризующего поля
3.4 Кинетические кривые релаксации тока образцов системы ЦТС при электромеханическом воздействии
3.4.1 Ступенчатое повышение электрического поля
3.4.2 Разрушение образца при постоянной механической нагрузке
3.4.3 Электрическое поле плюс механические напряжения
3.4.4 Механическое напряжение плюс электрическое поле
3.5 Выводы
ГЛАВА 4. ПОЛЯРИЗАЦИОННЫЙ ШУМ В СЕГНЕТОЭЛЕКТРИКАХ. КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
4.1 Поляризационный шум в сегнетоэлектриках. Компьютерный анализ
4.2 Исследование скачков случайного характера при ступенчатом изменении внешнего механического поля в сегнетокерамике
4.3 Исследование скачков случайного характера, возникающих при электромеханическом нагружении сегнетокерамики

4.4 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Таблицы значений коэффициентов модели
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Таблицы значений параметров ПСК, рассчитанные с
помощью коэффициентов модели
ПРИЛОЖЕНИЕ В. Статистические закономерности релаксации поляризации в предварительно заполяризованной сегнетокерамике

ориентацией, и ее термодинамические параметры практически не изменяются [163]. Массовое переключение структурных составляющих (элементарных ячеек) во второй стадии фазового превращения приводит к изменению внутреннего поля кристалла. На третьей стадии (оствальдовское созревание) ансамбль зародышей увеличивает свой средний размер за счет своеобразного «поедания» более крупными зародышами более мелких.
В работе [166] рассмотрены термодинамика и кинетика начальной стадии переключения одноосных сегнетоэлектриков-сегнетоэластиков (СС), помещенных в соответствующие внешние электрические и механические ПОЛЯ. На рисунке 1.4 приведены графики временных зависимостей плотности переключившихся доменов А,г(г) (рис. 1.4 а), тока поляризации и потока деформации (рис. 1.4 б), полученные авторами [166].

N(0, ЮАА ]г = ии, 10 7 А
^-г, 10 А
1(Г6с
Рисунок 1.4 — Зависимости плотности переполяризованных и передеформированных доменов N(6) от времени (а); тока поляризации Jp и потока деформации ^ от времени (б) и величины поля: 1 -Ех = 1,13-104 В/м, сту2 = 0,73-104 Н/м или Ех= 1,2-103 В/м, ауг = 7
Н/м; 2- Ех= 1,13-10 В/м, сту
: 0,37-104 Н/м или Ех = 0,6-103 В/м, ауг = 7,27-104 Н/м; 3 - Ех =
1,13-10 В/м, оу2 = 0 или Ех = 0, сту2 = 7,27-104 Н/м [ 164].
В [167] изучены стадия массовой переполяризации-передеформации и
заключительная стадия (оствальдовское созревание) процесса переключения в СС
с учетом изменения переполяризации и передеформации в процессе фазового
превращения. Получены выражения, определяющие изменение переполяризации
и передеформации с течением времени. Выведены уравнения, позволяющие
рассчитывать величины тока поляризации и потока деформации, а также их
изменение во времени. На примере переключения монокристаллов сегнетовой