多物理场耦合下材料铁电性能测试装置的设计分析与实验

发布时间：2024-07-05 04:02

　　铁电材料是一种十分重要的功能材料,因其特有的铁电性,被广泛应用于电子信息、医学、探测、军事等诸多领域。铁电材料因其自身特点,实际服役中除受电场作用外,还受到应力场和温度场的交互作用与影响。为保障材料服役中长期的稳定性、耐久性和可靠性,深入研究铁电材料多物理场耦合作用下的宏观性能动态响应及其演化规律具有十分重要的意义。但目前能够真正意义上实现多物理场耦合的铁电测试装置极少,因此该装置的设计开发迫在眉睫。论文就多物理场耦合作用下铁电材料的性能测试与分析理论的国内外现状进行了综述分析并对铁电性能测试方法和铁电学基本理论进行了详细介绍,在此基础上,搭建了一套力热电三物理场耦合环境下的铁电性能测试装置,提出了一套规范的力热电耦合环境下的铁电测试实验流程,并进行了多物理场耦合下的一系列铁电材料试验,得出了力热耦合环境对典型铁电材料的铁电性能的影响规律。论文的主要研究工作如下:设计并制造了绝缘压缩夹具和硅油槽,并分析了加载同轴度引起的加载误差。搭建了可以同时测试铁电材料电滞回线和电致伸缩曲线的铁电测试模块,并将其测试结果与商业化铁电分析仪的结果进行比较,确定该模块具有较高的测试准确性。搭建了可提供高...

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究意义和背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 铁电材料测试装置发展现状
        1.2.2 铁电学的理论研究进展
    1.3 本文研究内容
第2章 铁电材料的基本理论和测试方法
    2.1 铁电材料的基本理论
        2.1.1 铁电材料及其铁电性
        2.1.2 铁电材料的电畴结构
        2.1.3 电滞回线
        2.1.4 电致应变曲线
        2.1.5 居里温度
    2.2 铁电性能的基本测试方法
        2.2.1 电滞回线的测量方法
        2.2.2 电致伸缩的测量方法
    2.3 本章小结
第3章 力电热耦合测试装置的设计分析
    3.1 力学加载测试模块
        3.1.1 力学测试仪简介
        3.1.2 压缩夹具的设计分析
    3.2 铁电测试模块
        3.2.1 自制铁电测试模块
        3.2.2 商业化电学测试系统
        3.2.3 测试结果比较
    3.3 热学加载模块
        3.3.1 热加载方案
        3.3.2 热学加载模块
        3.3.3 热学加载模块测试
    3.4 本章小结
第4章 多物理场耦合下的铁电测试分析
    4.1 试样材料
    4.2 多物理场实验流程
        4.2.1 应变片的贴法
        4.2.2 测试流程
        4.2.3 实验说明
    4.3 PZT的多物理场实验
        4.3.1 PZT的力电耦合性能测试
        4.3.2 PZT的热电耦合性能测试
        4.3.3 PZT的力热电三场耦合性能测试
    4.4 BTO的多物理场实验
        4.4.1 BTO的力电耦合性能测试
        4.4.2 BTO的热电耦合性能测试
        4.4.3 BTO的力热电三场耦合性能测试
    4.5 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
作者简介及在校主要研究成果
致谢



本文编号：4001008