铁电陶瓷极化开关增韧的相场模拟

基于时变金兹堡-朗道方程的相场模型，模拟了单畴铁电材料中原极化方向垂直于裂纹的电渗透裂纹的极化开关诱导屏蔽或反屏蔽。考虑了畴壁能和极化之间的长时间机械和电气相互作用。相场模拟结果显示，裂纹尖端后方存在翼形切换区。极化开关引起的内应力保护裂纹尖端不受施加的机械载荷的影响。数值计算了局部j积分，并将其作为极化开关增韧的失效判据。结果表明，平行于原极化方向的均匀电场会降低材料的表观断裂韧性，而反平行于原极化方向的均匀电场会增强材料的表观断裂韧性。DOI:10.1016 / j.actamat.2006.11.041材料学报55,2465-2477 (2007)