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文档简介

晶体结构

2假设有关的弹性刚度也是c,晶粒周围介质各向同性,其弹性刚度也是c,则此应变能密度近似为:式中是d电畴宽度,g是晶粒边长,

1是电畴的切变角,k是比例系数。

390°畴宽与晶粒大小平方根成反比,这与小晶粒(10

m以下)BaTiO3陶瓷的实验结果相一致。上式推倒过程中可知,只要90°畴的形成是取决于畴壁能和应变能的极小。则此关系成立。利用可估计

90的大小。

4

5畴壁能面密度:晶粒中单位体积的畴壁能为系统总能量密度为

6相应的能量密度为由总能量极小的条件可求的出电畴宽度为

7BaTiO3的g=10

m时,d=0.65

m,

1(c/a)-11.110-2,kc可估计为0.5

109Nm-2。于是90=5.1

10-3Jm-2。这与前表给出的数据基本符合。

8当晶粒尺寸减小,自发极化造成的应变减小,形成90°畴无助降低应变能,出现单畴结构。显然这个临界晶粒尺寸等于畴宽度的平衡值,可得出=>由

9对于BaTiO3,将上述

90、

1和kc的数据代入可得,gc1=40nm。另一方面,已知BaTiO3在尺寸小于110nm时,室温晶体结构已进入立方相。对比两者可知,BaTiO3陶瓷中不存在单畴晶粒。实际上,晶粒很小时,

1因c/a减小而减小,故gc1比这里估计得要小。

10上面讨论的电畴构形只是调整了ac平面内得切应变,并不改变b方向缩短的状态,故不能降低应变能w2。在大晶粒陶瓷中观察到带状的畴结构,其特点是

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