应变梯度引起的极化畴结构减少铁电材料脆性

作     者：陈玉峻 王鸿宇 楼旭辉 郭浩 李晓雁 王清远 范海冬 田晓宝 Yujun Chen;Hongyu Wang;Xuhui Lou;Hao Guo;Xiaoyan Li;Qingyuan Wang;Haidong Fan;Xiaobao Tian

作者机构：MOE Key Laboratory of Deep Earth Science and EngineeringCollege of Architecture and EnvironmentSichuan UniversityChengdu610065China Department of MechanicsSichuan UniversityChengdu610065China School of Urban ConstructionMaterial Simulation and Computing LaboratoryHebei Normal University of Science&TechnologyQinhuangdao066004China Center for Advanced Mechanics and MaterialsApplied Mechanics LaboratoryDepartment of Engineering MechanicsTsinghua UniversityBeijing100084China 

基　　金：supported by the National Defense Science&Technology Innovation Zone Project,the Natural Science Foundation of China(Grant No.12072213) the National Science and Technology Major Project(Grant No.J2019-Ⅲ-0010-0054) the National Numerical Windtunnel(Grant No.NNW2019-JT01-023) We thank Zhenhuan Li(Huazhong University of Science and Technology)and Jiangyu Li(Southern University of Science and Technology)for the useful discussion 

出 版 物：《Acta Mechanica Sinica》 (力学学报（英文版）)

年 卷 期：2023年第39卷第5期

页      码：13-18页

摘      要：铁电材料的力电耦合特性以及在纳米尺度的快速失效导致其剪切过程很难研究,而材料的脆性也限制了这些材料在铁电器件中的潜在应用.在这项工作中,我们使用分子动力学方法模拟了剪切和畴演变的动态过程,揭示了这些畴结构如何影响材料的力电性能.在原子尺度上,一个明显的极化旋涡状的畴结构出现在剪切带的尖端,两侧分别有180°和90°的畴壁.由应变梯度引起的挠曲电效应导致了这些复杂的畴结构.施加外部电场阻碍畴的翻转,并通过减少积累的能量减少了失配应变区域,加速了剪切过程.结果表明极化旋涡畴阻碍了剪切破坏过程,这启示我们可以通过设计畴结构来增韧铁电材料.

主 题 词：Ferroelectric toughening Molecular dynamics Vortex domain structure Strain gradient 

学科分类：08[工学] 080501[080501] 0805[工学-能源动力学] 0703[理学-化学类] 

核心收录：

D　O　I：10.1007/s10409-023-22428-x

馆 藏 号：203122583...