首页 理论教育 非极化铁电陶瓷PIC151的场和时间相关性质

非极化铁电陶瓷PIC151的场和时间相关性质

时间:2023-06-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:首先,我们将计算结果与Zhou和Kamlah[16]非极化铁电陶瓷电致蠕变实验结果相比较。饱和蠕变极化的最大值发生在矫顽场。图3.7非极化铁电陶瓷PIC-151收到正3方向的电载荷时场相关的电位移和电场的关系这条曲线可以看做是电致蠕变过程的初始条件。图3.9非极化铁电陶瓷PIC-151受到恒定电载荷时内变量α子相体积分数c1关于时间的演化图3.9非极化铁电陶瓷PIC-151受到恒定电载荷时内变量α子相体积分数c1关于时间的演化

非极化铁电陶瓷PIC151的场和时间相关性质

首先,我们将计算结果与Zhou和Kamlah[16]非极化铁电陶瓷(PIC151)电致蠕变实验结果相比较。在实验中,PIC151铁电体初始未被极化,并且受到全周期电载荷的加载。非线性D-E 曲线通过方程(3.24),与演化方程(3.26)来计算。图3.7描述了当电学载荷从0开始增长时,计算所得的非线性D-E 曲线,以及相应的实验数据。在低载荷下D关于E的增长几乎处于线性范围,但很快出现非线性的现象。当载荷达到约为1.0 k V/mm的矫顽场时,曲线开始展现为S形状。超过这个范围后,畴变减慢,并且响应最终回到线性范围。理论曲线整体上与实验曲线相一致。

图3.7 非极化铁电陶瓷PIC-151收到正3方向的电载荷时场相关的电位移和电场的关系

这条曲线可以看做是电致蠕变过程的初始条件。三种电学加载(E =0.5,1.0,和2.0k V/mm)可以看做是分别对应三种情况E<Ec,E=Ec和E >Ec。实验数据与对应时间相关的蠕变计算结果在图3.8(a)和(b)中显示,能够很好的抓住实验现象。计算结果表明,铁电陶瓷的蠕变极化强度和蠕变应变在矫顽场处达到最高,更高的载荷并不能产生更大的蠕变极化和蠕变应变。这一现象表明演化方程通过引入 函数表现出演化过程与加载相关。所有曲线最终达到饱和状态。饱和蠕变极化的最大值发生在矫顽场。这一现象可以归因于在矫顽场附近增加的电致畴变。

(www.xing528.com)

图3.8 非极化铁电陶瓷PIC-151[16]受到恒定电载荷时(a)蠕变极化强度和(b)蠕变应变的演化

计算得到的蠕变曲线是状态变量α和序参数c1演化的结果。这两个变量均和耗散势有着很强的联系。它们随时间的变化关系在图3.9中显示。图3.9(a)表明,在蠕变过程中α从0增长至1。子相体积分数c1随着时间增加而增长,如图3.9(b)所示。其在E=2.0k V/mm的初始值明显比E=0.5k V/mm处要高,与图3.7中显示特征相同。图3.9(b)中的插图显示了随着蠕变过程的进行而下降。在初始阶段变化很快,然后逐渐降低,最后在平衡状态趋于0。

图3.9 非极化铁电陶瓷PIC-151受到恒定电载荷时(a)内变量α(b)子相体积分数c1(插图表示)关于时间的演化

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈