尺寸效应对纳米钛酸钡陶瓷力学性能的影响研究

近年来国内外钛酸钡陶瓷尺寸效应研究的核心内容主要围绕晶粒尺寸对于介电性能、相变和显微结构的影响，纳米尺寸效应对钛酸钡陶瓷力学性能的影响研究还很少。.本项目实验方面利用两段式无压烧结和放电等离子体烧结工艺分别制备出一系列不同晶粒尺寸的高密度纳米晶钛酸钡陶瓷，测试不同晶粒尺寸钛酸钡陶瓷的硬度、弹性模量和蠕变等力学性能；理论方面通过研究不同晶粒尺寸钛酸钡陶瓷的微观结构、原子在晶粒与晶界间的扩散、化学键的变化，揭示尺寸效应对纳米晶钛酸钡陶瓷力学性能的影响。从第一性原理分子动力学的角度结合密度泛函以及界面协调应变模型等理论，从化学键密度、键长、化学势、电子能带结构引起的应力场等理论研究入手，揭示不同晶粒尺寸钛酸钡陶瓷晶粒扩散、晶界结构对力学性能的影响机理和控制规律。.该研究对于钛酸钡纳米晶陶瓷材料在新型微电子器件中的应用具有重要的理论和实际意义，同时也为纳米晶陶瓷理论体系的建立和完善提供科学依据。