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文檔簡(jiǎn)介
晶體結(jié)構(gòu)
2假設(shè)有關(guān)的彈性剛度也是c,晶粒周圍介質(zhì)各向同性,其彈性剛度也是c,則此應(yīng)變能密度近似為:式中是d電疇寬度,g是晶粒邊長,
1是電疇的切變角,k是比例系數(shù)。
390°疇寬與晶粒大小平方根成反比,這與小晶粒(10
m以下)BaTiO3陶瓷的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相一致。上式推倒過程中可知,只要90°疇的形成是取決于疇壁能和應(yīng)變能的極小。則此關(guān)系成立。利用可估計(jì)
90的大小。
4
5疇壁能面密度:晶粒中單位體積的疇壁能為系統(tǒng)總能量密度為
6相應(yīng)的能量密度為由總能量極小的條件可求的出電疇寬度為
7BaTiO3的g=10
m時(shí),d=0.65
m,
1(c/a)-11.110-2,kc可估計(jì)為0.5
109Nm-2。于是90=5.1
10-3Jm-2。這與前表給出的數(shù)據(jù)基本符合。
8當(dāng)晶粒尺寸減小,自發(fā)極化造成的應(yīng)變減小,形成90°疇無助降低應(yīng)變能,出現(xiàn)單疇結(jié)構(gòu)。顯然這個(gè)臨界晶粒尺寸等于疇寬度的平衡值,可得出=>由
9對(duì)于BaTiO3,將上述
90、
1和kc的數(shù)據(jù)代入可得,gc1=40nm。另一方面,已知BaTiO3在尺寸小于110nm時(shí),室溫晶體結(jié)構(gòu)已進(jìn)入立方相。對(duì)比兩者可知,BaTiO3陶瓷中不存在單疇晶粒。實(shí)際上,晶粒很小時(shí),
1因c/a減小而減小,故gc1比這里估計(jì)得要小。
10上面討論的電疇構(gòu)形只是調(diào)整了ac平面內(nèi)得切應(yīng)變,并不改變b方向縮短的狀態(tài),故不能降低應(yīng)變能w2。在大晶粒陶瓷中觀察到帶狀的疇結(jié)構(gòu),其特點(diǎn)是
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