铁电PZT中纹理与应力依赖的电机械响应：微观力学模型的见解
材料科学
2025-05-19 v2
摘要
PbZr₀.₅₂Ti₀.₄₈O₃（PZT）在准同型相界（MPB）附近的电机械响应强烈受晶体织构和残余应力的影响，两者均影响畴翻转行为。虽然这些效应对优化传感器、执行器和MEMS器件至关重要，但它们的联合影响仍了解甚少。本文提出一种计算微观力学模型，捕捉MPB PZT中纹理与应力依赖的极化翻转。该框架纳入四方和菱方畴翻转以及中间相变，能够准确模拟非线性电机械行为。模型再现了关键实验趋势，包括(001)织构陶瓷中增强的压电响应以及高面内应力下的退化。实现部分以开源MATLAB代码形式提供，为实验人员和材料设计者提供了一个可访问的平台，以探索和解释电机械行为。通过将微观结构取向和应力状态与宏观响应关联，本工作为理解和设计下一代压电材料提供了实用工具。
引用
@article{arxiv.2503.12057,
title = {Texture- and Stress-Dependent Electromechanical Response in Ferroelectric PZT: Insights from a Micromechanical Model},
author = {Saujatya Mandal and Debashish Das},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.12057},
year = {2025}
}