晶粒尺寸对铁电材料多场耦合特性的影响
[Abstract]:Ferroelectric polycrystalline materials are widely used in sensors, memory devices, energy converters and other devices because of their excellent multi-field coupling properties. The grain size in ferroelectric polycrystalline materials not only affects the domain structure distribution in the grains, but also has a great influence on their multi-field coupling properties. The effects of grain size on the microstructure, mechanical-electrical coupling properties, electric-card effect and magnetoelectric coupling effect of ferroelectric polycrystalline materials were investigated. Firstly, the effects of grain size on the ferroelectric, dielectric and piezoelectric properties of ferroelectric polycrystalline materials were studied. The coercive field and dielectric constant monotonically increase with the increase of grain size, while the piezoelectric coefficient increases first and then decreases with the increase of grain size. At the same time, the piezoelectric characteristics with non-monotonic change of grain size are analyzed from the angle of grain internal microstructure, and the internal mechanism of the change with grain size is given. Secondly, the grain size is studied. The results show that the maximum adiabatic temperature change of ferroelectric materials increases with the increase of grain size in a certain range of temperature and size, and the corresponding temperature decreases with the decrease of grain size, so that the maximum adiabatic temperature change can be obtained at room temperature. For ferroelectric materials with different grain sizes, the change of adiabatic temperature with grain size is explained from the point of view of microstructure by combining with the domain structure in the grain near the transformation temperature point. Finally, based on the phase field model of ferroelectric ferromagnetic composites in real space, the effect of grain size on magnetoelectric composites is studied. The results show that the magnetoelectric coupling coefficient increases first and then decreases gradually with the increase of grain size. The magnetoelectric coupling coefficient will increase greatly only in the proper grain size range. It provides a theoretical basis for selecting appropriate grain size to obtain excellent Multifield Coupling Properties of polycrystalline ferroelectric materials.
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TM221
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,本文编号:2220522
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