مواد و ساخت پیشرفته

بر اساس مطالعات اخیر، تحت اعمال یک ولتاژ خارجی، در اطراف لبه‌های الکترود درون محرک‌های سرامیکی چندلایه  (MLCA) ، غلظت‌های میدان الکتریکی بالا ایجاد می­شود. همچنین توزیع فضایی میدان الکتریکی موضعی می­تواند ناهمگنی موضعی در پاسخ الکترومکانیکی ایجاد کند.

در تازه­ترین تحقیقات، برای بررسی ناهمگنی میدان پیچیده در MLCAs، نمونه‌های PbZrxTi₁-xO₃ نیمه‌آلود شده با Nb، از طریق پراش پرتو ایکس با انرژی بالا مبتنی بر سنکروترون (XRD) به عنوان تابعی از میدان الکتریکی اعمال‌شده مورد بررسی قرار گرفته اند. این آزمایش‌های در محل، این امکان را فراهم کرده است که تغییرات ساختاری به عنوان تابعی از موقعیت نسبت به لبه الکترود بررسی شود و درجه موضعی هم‌ترازی دامنه محاسبه شود، که از آن جهت‌های میدان الکتریکی موضعی استنباط شود.

رفتار سوئیچینگ دامنه، هم در دامنه و هم در جهت، نشان می­دهد که از نظر فضایی در سراسر مناطق غیرفعال در نمونه­های نیمه الکترود شده وابسته است. به طور خاص، درجه تراز دامنه و انتقال فاز ناشی از میدان در نزدیکی لبه الکترود تقویت می‌شوند. انتقال فاز وابسته به جهت‌گیری نیز برای ترکیب چهارضلعی در نزدیکی مرز فاز مورفوتروپیک (MPB)، یعنی ترکیب PbZr_0.53Ti_0.47O₃ دوپ شده با Nb، تقویت می‌شود.

همچنین نتایج حاصل از تجزیه و تحلیل المان محدود (FEA)، توزیع میدان الکتریکی ناهمگن و وابسته به فضایی را در نمونه‌های الکترود جزئی نشان می‌دهد که دقیقاً با جهت‌های میدان الکتریکی که به صورت موضعی از XRD استنباط شده ­اند، مطابقت دارد. در نهایت همبستگی FEA و داده­های آزمایشگاهی حاصل از XRD تأیید می­کند که توزیع ­های جهت­ گیری دامنه فروالکتریک عمدتاً در جهت میدان الکتریکی هدایت می­شوند.

منبع:

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1359645422000696