当前位置:主页 > 科技论文 > 电力论文 >

压电陶瓷本征性能的计算与分析

发布时间:2018-06-09 20:17

  本文选题:压电陶瓷 + 取向概率密度函数模型 ; 参考:《天津大学》2014年硕士论文


【摘要】:随着电子产业的不断发展,压电陶瓷的应用也越来越广泛。极化后的压电陶瓷拥有压电性能,而压电性能的优劣影响着材料的可靠度和适用范围。为了计算压电陶瓷极化后的本征性能,本文通过取向概率密度函数(PDFO:Probability Density Function of Orientation)模型,对压电陶瓷内部的电畴取向进行研究。工作及主要成果如下:1、本文通过欧拉角对电畴取向做了规定,使用Reuss假设、电畴转向准则对四方相4mm点群、三方相3m点群和正交相mm2点群进行了研究,得到了这三个单相下的电畴转向分区图和对应完全、不完全极化的PDFO。通过PDFO我们不仅计算得到了压电陶瓷完全、不完全极化后的电畴取向统一程度、剩余极化、介电性能和压电性能的解析解,并纠正了前人通过极图、反极图和取向分布函数(ODF)计算带来的错误结论。2、本文通过引用Landau-Devonshire自由能方程、四方相和三方相的稳定条件和这两相共存的条件,推导了两相共存时四方相和三方相的单晶极化强度。我们引入了"极化强度比值A"来描述两相的关系,并给A进行分区讨论。在各分区内,我们计算得到了两相所占的摩尔百分比,并通过PDFO计算了一系列的本征性能。我们得到的结果是适用于所有的四方三方共存情况的,所有的结果均只与A相关,在计算具体材料时只需将A值代入对应公式即可。3、本文对四方相4mm点群压电陶瓷引入了应变和应力,并通过Eshelby模型描述晶粒之间的关系使之成为一个全局联动模型,最终通过Landau-Devonshire方程导出并以钛酸钡材料为例计算了宏观性能d33的表达式来计算本征部分。
[Abstract]:With the development of electronic industry, piezoelectric ceramics are used more and more widely. The polarization piezoelectric ceramics have piezoelectric properties, and the piezoelectric properties affect the reliability and application range of the materials. In order to calculate the intrinsic properties of piezoelectric ceramics after polarization, the domain orientation in piezoelectric ceramics is studied by using the PDFOO: probability density function of orientation model (PDFOO: probability function of orientation). The work and main results are as follows: 1. In this paper, the domain orientation is defined by Euler angle. Using Reuss hypothesis, the 4mm point group of tetragonal phase, the 3-point group of tripartite phase and the mm2 point group of normal phase are studied by using domain turn criterion. The domain steering zoning diagram and PDFO corresponding to complete and incomplete polarization under these three single phases are obtained. Through PDFO, we not only calculate the analytical solutions of the uniformity of domain orientation, residual polarization, dielectric properties and piezoelectric properties of piezoelectric ceramics after complete and incomplete polarization, but also correct the previous pole diagram. In this paper, by using Landau-Devonshire free energy equation, the stability conditions of tetragonal and tripartite phases and the conditions for the coexistence of these two phases are given. The polarization intensities of tetragonal and rhombohedral phases are derived. We introduce "polarization intensity ratio A" to describe the relationship between two phases, and discuss the partition of A. The mole percentage of two phases is calculated in each partition and a series of intrinsic properties are calculated by PDFO. The results we get are applicable to all quadrilateral coexistence, all of which are related only to A, In this paper, strain and stress are introduced into tetragonal 4mm point group piezoelectric ceramics, and the relation between grains is described by Eshelby model to make it a global linkage model. Finally, the eigenpart is calculated by using Landau-Devonshire equation and taking barium titanate as an example.
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TM282

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 褚涛;艾辽东;龙西法;;铌钽酸钠钾锂-铟酸铋铁电压电性能的研究[J];无机材料学报;2014年01期

2 王越,蒋毅坚;3m点群晶体纵向压电性能的研究[J];人工晶体学报;2004年03期

3 忻隽;郑燕青;施尔畏;;材料压电性能的第一性原理计算回顾与展望[J];无机材料学报;2007年02期

4 王越,蒋毅坚;三方系晶体压电性能随空间方向变化的研究[J];北京工业大学学报;2005年05期

5 孙连婕;陈希明;杨保和;郭燕;吴小国;;六方氮化硼薄膜制备及其压电响应的研究[J];光电子.激光;2012年03期

6 贺连星,李承恩;大功率PZT材料锰掺杂改性研究[J];功能材料;2000年05期

7 曹林洪;姚熹;徐卓;毛懿伟;陈峻江;贾玉蓉;;氟化物助烧PMN-PT陶瓷的制备与性能[J];四川大学学报(工程科学版);2007年03期

8 朱为民,李承恩,周家光,李毅;PMN-PT陶瓷中的氧缺位及其消除[J];电子元件与材料;2002年04期

9 罗大兵;李艳锋;郝华;刘韩星;欧阳世翕;;粉体制备对0-3型复合材料压电性能的影响[J];压电与声光;2006年03期

10 李建利,刘景和,李艳红,张亮,邢洪岩,徐斌;Li_2B_4O_7晶体生长与声表面波中应用[J];兵工学报;2001年04期

相关会议论文 前10条

1 罗大兵;郝华;刘韩星;李艳锋;欧阳世翕;;影响0-3型复合材料压电性能的因素分析[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅲ[C];2004年

2 付健;左如忠;;碱金属铌酸盐基无铅压电材料的电畴结构及其对压电性能的影响[A];第十七届全国高技术陶瓷学术年会摘要集[C];2012年

3 张能辉;单金英;邢晶晶;;单链DNA分子刷生物层的压电性能[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年

4 赵祥永;罗豪u&;张海武;孙仁兵;李晓兵;任博;邓昊;;无铅固溶体铁电单晶的生长、结构与压电性能[A];第十六届全国晶体生长与材料学术会议论文集-04压电、铁电、闪烁和其它功能晶体[C];2012年

5 岳晴雯;王威;张耀耀;邓昊;任博;罗豪u&;;PIMNT压电单晶长度伸缩振动模式下的最优切型及其温度稳定性研究[A];第十六届全国晶体生长与材料学术会议论文集-04压电、铁电、闪烁和其它功能晶体[C];2012年

6 万玉慧;李振荣;徐卓;姚熹;;极化条件对PIN-PMN-PT单晶介电和压电性能的影响[A];第十六届全国晶体生长与材料学术会议论文集-04压电、铁电、闪烁和其它功能晶体[C];2012年

7 董显林;陈慧婷;王永令;;PSZT系相变陶瓷压电性能的温度依赖性[A];94'全国结构陶瓷、功能陶瓷、金属/陶瓷封接学术会议论文集[C];1994年

8 高泽亮;;新型低对称晶体BaTeMo_2O_9压电性能研究[A];中国晶体学会第四届全国会员代表大会暨学术会议学术论文摘要集[C];2008年

9 姜胜林;王筱珍;张绪礼;;MnO对改性钛酸铅陶瓷压电性能的影响[A];94'全国结构陶瓷、功能陶瓷、金属/陶瓷封接学术会议论文集[C];1994年

10 曾一明;郑燕青;施尔畏;;Si_3N_4晶体的压电性能计算预测[A];第15届全国晶体生长与材料学术会议论文集[C];2009年

相关博士学位论文 前9条

1 秦亚琳;铌酸钾钠基无铅压电陶瓷的压电性能与电畴结构的研究[D];山东大学;2015年

2 罗俊;含金属芯压电纤维的制备、表征及其力学问题研究[D];南京航空航天大学;2014年

3 王玮;钛酸钡—锆酸钡—钛酸钙三元铁电陶瓷的准同型相变及电性能[D];哈尔滨工业大学;2014年

4 徐丹;复合掺杂BaTiO_3基陶瓷的电学性能及压电机制[D];哈尔滨工业大学;2014年

5 吴良科;PVDF-HFP复合材料压电性能研究[D];浙江大学;2016年

6 杜建周;弛豫钙钛矿型铅基压电陶瓷材料与器件的制备及性能研究[D];南京航空航天大学;2014年

7 李彩霞;钛酸钡钙基无铅铁电陶瓷的压电性和多铁性研究[D];哈尔滨工业大学;2014年

8 杨华斌;铁酸铋—钛酸钡基高温无铅压电陶瓷电性能及高温稳定性研究[D];中南大学;2013年

9 王大力;PNN-BS-PT与BT-CT-BH三元压电陶瓷的相结构及性能研究[D];哈尔滨工业大学;2014年

相关硕士学位论文 前10条

1 王宇;PMN-0.33PT单晶畴结构与压电性能研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

2 刘志刚;Pb_(0.925)Ba_(0.075)Nb_2O_6高温压电陶瓷的结构和电学性能研究[D];陕西师范大学;2015年

3 秦翔;退火及气氛烧结对偏铌酸铅基压电陶瓷结构及电学性能的影响[D];陕西师范大学;2015年

4 方靓;BaTiO_3-BiFeO_3压电陶瓷材料研究[D];电子科技大学;2014年

5 潘恒祥;静电纺聚偏氟乙烯纤维膜制备及压电性能优化研究[D];东华大学;2016年

6 杨帆;LiNbO_3 和CeO_2改性高温铋层状陶瓷Bi_4Ti_3O_(12)的结构与性能研究[D];景德镇陶瓷学院;2015年

7 吕冲;石墨烯量子点/聚偏氟乙烯复合材料高压下晶型变化及压电性能的研究[D];西南交通大学;2016年

8 茹扎·阿巴合;高温铋层钛酸铋钠压电陶瓷的复合改性研究[D];山东大学;2016年

9 李丹洋;CaBi_4Ti_4O_(15)基复合陶瓷的制备及性能研究[D];华南理工大学;2016年

10 靖羽佳;铌镁酸铅—钛酸铅与铌钪镁酸铅—钛酸铅单晶机电性能和热稳定性的研究[D];哈尔滨工业大学;2016年



本文编号:2000700

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/2000700.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户42ae8***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com