多层铁电致动器电极边缘裂纹起裂模式

这是一篇文章的预印本，将出现在智能材料和结构(SMS)上。

标题:多层铁电致动器电极边缘裂纹起裂模式

作者:Amir Abdollahi和Irene Arias，加泰罗尼亚理工大学(UPC)，巴塞罗那

文摘:

在多层铁电致动器中，电极边缘是主要来源
由于在其附近产生不均匀电场而导致的断裂。
电场，反过来，诱导不相容应变场，因此集中
应力，这可能导致陶瓷开裂。本文对裂纹萌生进行了研究
从电极边缘用相场模型进行了模拟。这个模型是
基于脆性裂纹扩展和区域演化的变分公式
铁电材料。模拟结果显示了不同的裂纹起裂模式
取决于陶瓷层和电极层之间的结合条件。三个
考虑了极端条件，即完全共烧、部分共烧和
分离层。裂纹的起裂模式可以是沿边界的定界
电极-陶瓷界面或斜裂从电极进入材料。
计算结果为解释实验观察到的裂纹提供了一种机制
靠近电极边缘的分支。陶瓷层厚度和长度的影响
内部电极对裂纹萌生的影响也进行了评价。