铁电材料微结构演化与裂纹相互作用研究

项目名称： 铁电材料微结构演化与裂纹相互作用研究

项目编号： No.10972103

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2010

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 高存法

作者单位： 南京航空航天大学

项目金额： 40万元

中文摘要： 当含裂纹的铁电材料受外场作用时可在裂纹内形成非常高的电场，影响附近材料的微结构演化；反过来，微结构演化将耗散裂纹内的电能，改变其内部的电场。本项目应用实验和相场模拟相结合的方法，研究铁电材料微结构演化与裂纹之间的相互作用以及这种作用对裂纹扩展行为的影响。创新点包括在相场模型中考虑了裂纹内的电场对畴变的影响以及提出"双核"模型、"电夹杂"模型和"裂纹桥" 模型等。主要研究内容：（1）应用相场法，研究裂纹内部的电场对微结构演化的影响；（2）应用"双核"模型，研究裂纹与畴变区（双核）之间的能量交换对能量释放率的影响；（3）应用"点缺陷"模型，研究点电荷的"扎钉"效应；（4）应用"电夹杂"模型，研究不同取向裂纹的扩展行为；（5）应用"裂纹桥" 模型，研究Maxwell应力对裂纹扩展行为的影响。通过这些研究，加深人们对铁电材料失效机理的认识，最终建立微观力学基的多场耦合断裂失效准则和判据。

中文关键词： 铁电材料；微结构演化；裂纹；相场法；断裂失效准则

英文摘要：

英文关键词： ferroelectrics；microstructure evolution；crack；phase filed method；fracture and failure criterion