采用传统固相法制备了平均晶粒尺寸为5
μm的四方结构掺镧锆钛酸铅（PLZT）铁电陶瓷，在其表面涂银、切向预极化后刻蚀出刻槽，在刻槽表面压出维氏压痕并沿预极化方向施加外电场，利用Raman光谱原位观测了压痕裂纹尖端附近不同位置的畴变，分析了Raman软模E（2TO）和E（3TO+2LO）+B1峰的强度随观测点的变化规律。结果表明：在外电场作用下，裂纹尖端会发生电致应变和90°畴变；Raman谱和软模E（2TO）、E（3TO+2LO）+B1峰强度均会随着观测点距裂纹尖端距离的增大而减弱。
所属栏目
试验研究国家自然科学基金资助项目（51302236）；福建省自然科学基金资助项目（2014J01205）
收稿日期
2016/6/12017/5/2
作者单位
张飒:厦门大学材料学院, 福建省特种先进材料重点实验室, 厦门 361005
备注
张飒(1973-),女,福建厦门人,高级工程师,博士
引用该论文:
ZHANG Sa.In-situ Raman Observation of Domain Switching near Crack Tip in PLZT Ferroelectric Ceramics[J].Materials for mechancial engineering,2017,41(6):20～24
张飒.PLZT铁电陶瓷裂纹尖端附近畴变的原位Raman观测[J].机械工程材料,2017,41(6):20～24
参考文献
【1】
FRANTTI J. Notes of the recent structural studies on lead zirconate titanate[J].The Journal of Physical Chemistry B, 2008, 112 (21):6521-6535.
【2】
杨凤娟,程璇,张颖. 电疲劳对掺镧锆钛酸铅陶瓷电致畴变行为的影响[J].硅酸盐学报,2015, 25(10):2777-2782.
【3】
杨卫. 力电失效学[M]. 北京:清华大学出版社, 2001.
【4】
FANG F, YANG W, ZHU T. Fatigue crack growth in ferroelectric ceramics below the coercive field[J]. Journal of Materials Research,1999,14(7):2940-2944.
【5】
FETT T, NJIWA A B K, RODEL J. Crack opening displacements of Vickers indentation cracks[J].Engineering Fracture Mechanics,2005,72 (5):647-659.
【6】
TAN X L, XU Z K, SHANG J K. In situ transmission electron microscopy observations of electric-field-induced domain switching and microcracking in ferroelectric ceramics[J]. Materials Science and Engineering A, 2001, 314(1):157-161.
【7】
张光演,蓝国祥,王玉芳. 晶格振动光谱学[M]. 北京:高等教育出版社,2001:195-255.
【8】
方容川.固体光谱学[M]. 北京:中国科学技术大学出版社,2001:282-294.
【9】
张飒,程璇,张颖. 铁电陶瓷的电畴及畴变观测研究进展[J]. 功能材料,2005,36(1):15-22.
【10】
DELUCA M,SAKASHITA T,GALASSI C. Investigation of local orientation and stress analysis of PZT-based materials using micro-probe polarized Raman spectroscopy[J].Journal of the European Ceramic Society,2006,26 (12):2337-2344.
【11】
SAKASHITA T,CHAZONO H,PEZZOTTI G. Quantitative analysis of domain texture in polycrystalline barium titanate by polarized Raman microprobe spectroscopy[J]. Journal of Applied Physics, 2007,102(12):124106.
【12】
SAKASHITA T,DELUCA M,YAMAMOTO S. Stress dependence of the Raman spectrum of polycrystalline barium titanate in presence of localized domain texture[J]. Journal of Applied Physics, 2007,101(12):123517.
【13】
QIU W,KANG Y L,LEI Z K, et al. Experimental study of the Raman strain rosette based on the carbon nanotube strain sensor[J]. Journal of Raman Spectroscopy, 2010, 41(10):1216-1220.
