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铁电薄膜响应的数值模拟--多相固体多场分析的跨尺度问题

中文摘要第4-5页
英文摘要第5页
1 绪论第10-16页
    1.1 课题的提出及研究的意义第10页
        1.1.1 问题的提出第10页
        1.1.2 研究意义第10页
    1.2 国内外研究历史现状综述第10-14页
        1.2.1 软模理论第10-11页
        1.2.2 实验方法第11-13页
        1.2.3 热力学方法第13页
        1.2.4 细观力学模型第13-14页
        1.2.5 当前研究的不足第14页
    1.3 本文研究的主要内容第14-16页
2 铁电体的热力学理第16-23页
    2.1 均匀系统热力学唯象理论第16-18页
        2.1.1 热力学系统和热力学过程第16页
        2.1.2 热力学第一与第二定律第16-17页
        2.1.3 均匀系统的熵理论第17-18页
    2.2 不可拟过程热力学定律第18-19页
        2.2.1 连续介质热力学的基本概念第18页
        2.2.2 热力学势与力-热-电耦合本构方程第18-19页
    2.3 力-热-电耦合线性本构关系第19-21页
    2.4 热力学理论的缺点和不足第21-23页
        2.4.1 保守系和耗散系第21页
        2.4.2 亚稳态第21页
        2.4.3 畴结构和宏观均匀性第21-23页
3 多相材料的等效均匀体第23-30页
    3.1 引言第23页
    3.2 多相体的等效均匀体第23-26页
    3.3 本构等效边值问题第26-27页
    3.4 2-2型压电复合材料的等效均匀体第27-30页
4 铁电体畴变理论第30-52页
    4.1 畴结构和畴变第30-31页
        4.1.1 Curie温度(Curie点)第30页
        4.1.2 铁电体的畴变第30-31页
        4.1.3 畴界类别第31页
    4.2 畴变的实验观察第31-32页
        4.2.1 畴变过程第31页
        4.2.2 铁电体的1800畴实验现象第31-32页
        4.2.3 铁电材料薄膜的实验第32页
    4.3 铁电体单畴的本构关系第32-33页
    4.4 电畴尺度下畴变的热力学基础第33-41页
        4.4.1 畴变热力学势描写的发展及理论框架第33页
        4.4.2 单畴内的畴变第33-34页
        4.4.3 电畴尺度下相界运动的热力学基础第34-38页
        4.4.4 电畴尺度下畴变动力学第38-41页
    4.5 铁电体单晶电畴形核准则第41-50页
        4.5.1 形核驱动力与最优变体第41-42页
        4.5.2 铁电体单晶当前单畴内新畴形核现象第42-43页
        4.5.3 铁电体单晶当前单畴内新畴形核准则第43页
        4.5.4 铁电体单晶当前单畴内畴变动力学第43-45页
        4.5.5 结论与分析第45-50页
    4.6 单晶的畴变动力学第50-51页
    4.7 铁电多晶的畴变动力学第51-52页
5 铁电薄膜介电响应的一维数值模拟第52-73页
    5.1 铁电薄膜产业背景及其实验现象第52-53页
    5.2 电薄膜的一维模型第53-54页
    5.3 考虑极限极化强度存在的铁电材料单畴本构方程第54-58页
        5.3.1 主轴坐标系下的线性方程第54-56页
        5.3.2 最大极限极化强度第56页
        5.3.3 最小极限极化强度第56-58页
        5.3.4 主轴坐标系下单畴的本构方程第58页
    5.4 有效极化强度及各相材料在整体坐标系下的响应第58-60页
    5.5 垂直薄膜平面的电场作用下铁电薄膜的畴变理论第60-63页
        5.5.1 相变新畴形核准则第60-62页
        5.5.2 畴变速率第62-63页
    5.6 初始条件第63页
    5.7 激励电场第63-64页
    5.8 数值模拟结果以及分析第64-73页
        5.8.1 电滞回线第65-67页
        5.8.2 介电频谱图和介损耗电频谱图第67-69页
        5.8.3 初始电滞回线的演化第69-73页
6 铁电薄膜力电耦合响应一维数值模拟第73-82页
    6.1 铁电薄膜的一维模型第73页
    6.2 铁电薄膜的单畴响应第73-74页
    6.3 铁电薄膜有效物理量第74-75页
    6.4 铁电薄膜的畴变第75-77页
        6.4.1 畴变驱动力及其临界值第75-77页
        6.4.2 畴变速率第77页
    6.5 初始条件第77-78页
    6.6 激励载荷第78-79页
    6.7 程序实现框图第79-80页
    6.8 数值结果及讨论第80-82页
        6.8.1 电滞回线第80页
        6.8.2 蝶形回线第80-82页
7 总结与展望第82-84页
    7.1 总结第82-83页
    7.2 研究展望第83-84页
致谢第84-85页
参考文献第85-86页

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