位錯與納米尺度壓電夾雜干涉以及失配位錯形核研究.pdf

1、本文以含缺陷的壓電/壓電磁材料為研究對象，研究了廣義螺型位錯與含界面效應(yīng)的納米圓形夾雜、含弱界面的圓形夾雜、納米薄膜之間的干涉效應(yīng)。以往對于這方面的研究都主要集中于研究位錯與微米級(或以上尺寸級別)夾雜或含理想界面夾雜的干涉效應(yīng)。當(dāng)夾雜尺寸達(dá)到納米級或基體與夾雜的連接界面不完整時，由于強(qiáng)烈的界面效應(yīng)和尺寸效應(yīng)以及界面非完整參數(shù)的影響，位錯與夾雜之間的干涉效應(yīng)將會發(fā)生顯著的變化，從而影響或改變壓電材料的物理力學(xué)性能。本文運(yùn)用復(fù)勢彈性理論獲

2、得了一系列問題的封閉形式解答。同時將界面效應(yīng)和非完整界面模型引入到了壓電/壓電磁介質(zhì)中。
　　 首先，研究廣義螺型位錯與含界面效應(yīng)的納米圓形夾雜的電彈性干涉效應(yīng)。獲得了位錯在基體中時，基體和夾雜中的位錯力、應(yīng)力場及電位移場的解析表達(dá)式，討論了材料彈性模量失配和界面效應(yīng)對位錯力的影響。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)考慮界面效應(yīng)時，含界面效應(yīng)的納米尺度軟夾雜可以吸引基體中的廣義螺型位錯。正的界面效應(yīng)對基體中的螺型位錯排斥基體中的廣義壓電螺型位錯。

3、r>　　 其次，研究納米薄膜與基體界面上失配位錯的形核機(jī)理。包括納米孔內(nèi)表面壓電納米薄膜與基體界面上失配螺型位錯形核；納米線外表面壓電納米薄膜與基體界面上失配位錯形核。獲得了薄膜界面失配位錯形核的臨界條件。討論了材料彈性模量失配和失配應(yīng)變對產(chǎn)生失配位錯的薄膜臨界厚度的影響。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)基體與薄膜的相對材料參數(shù)達(dá)到某一數(shù)值后，失配位錯不能形核；當(dāng)失配應(yīng)變小于一定值時，失配位錯也不能形核。
　　 最后，研究多鐵性(壓電磁)材料中廣