铁电陶瓷的微观结构演化模型及其有限元应用

随着铁电材料在工业生产、航天、国防、机械等领域的广泛应用，对于这类智能材料的力学研究已引起国际学术界同行的重视。由于铁电材料内部微观结构的复杂性以及力学非线性，相应的理论模型以及模拟仿真还处在一个不断完善的阶段。特别是现有的工作大都还是停留在多晶材料宏观的应力应变，这就使得了解材料微观结构的变化对宏观特性的影响成为了科研工作者的当务之需。本项目旨在构建一套完整的热力学理论框架和先进的数值计算方法，用以对铁电材料微观结构的演变进行模拟和研究。在研究手段上，申请者准备采用相场理论这一近期被国内外学者认为是较先进的方法。同时将其应用到有限元计算之中，以便对很多感兴趣的问题进行研究。如研究筹壁与材料表面、晶界、电荷、位错以及其它材料微缺损之间造成的相互作用等。本项目的实施不仅对铁电材料力学性能和可靠性的研究具有现实意义，还可为铁电材料构成的微机电系统仪器设备的设计提供科学的参考依据。