用相场方法模拟的铁电陶厚薄膜的粒度方向和形状演变

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 陶工程 陶工程 陶工程
• 计算材料科学科学 计算材料科学

背景情况:

• 颗粒的方向和形状是陶中关键的微观结构特征.
• 这些方面在历史上一直被忽视,限制了对烧结过程的理解.
• 谷物边界能量异质性是影响微观结构演变的关键因素.

研究的目的:

• 开发一个修改后的相场模型来模拟谷物边界能量异构.
• 为了研究这种异构性对谷物方向和形状的影响.
• 为了将实验观测与量化分析的模拟结果相关联.

主要方法:

• 开发一种修改后的相场模型,其中包含异型粒边界能量.
• 模拟在异型条件下的谷物演变.
• 铁电陶厚薄膜的实验性制备,使用带造.
• 模拟预测与实验微结构数据的比较.

主要成果:

• 开发的模型成功地捕捉了谷物边界能量异构的效应.
• 模拟和实验显示,异构性导致不均的粒度方向.
• 由于异质性,观察到双模粒粒径分布.
• 定量分析建立了微观结构和异性质度之间的关系.

结论:

• 谷物边界能量异质性是控制陶微观结构的关键参数.
• 修改后的相场模型为理解和预测陶行为提供了有价值的工具.
• 这项工作提供了一种新的方法,通过分析陶微结构的SEM图像来评估异构性.