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有限元法結(jié)合壓痕法估算BNKT薄膜的壓電應力常數(shù)

作者:王巍 蘇亮 鄭學軍 上海理工大學環(huán)境與建筑學院 上海200093 湘潭大學機械工程學院 湖南湘潭411105 上海理工大學材料科學與工程學院 上海200093

摘要:考慮基底效應的影響,將壓電應變系數(shù)與壓電應力常數(shù)的關(guān)系式作為補充方程,通過有限元法結(jié)合納米壓痕法估算了橫觀各向同性0.85Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3-0.15K_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3(BNKT)薄膜的壓電應力常數(shù).在正向分析中,通過無量綱分析和有限元模擬,得到最大壓痕荷載、加載曲線指數(shù)與BNKT薄膜壓電應力常數(shù)之間的無量綱方程.在反向分析中,利用納米壓痕實驗得到沉積在硅基底上BNKT薄膜的壓痕曲線,將實驗數(shù)曲線中的最大壓痕荷載和加載曲線指數(shù)代入正向分析建立的無量綱方程,聯(lián)立補充方程進行求解,得到多組不同誤差下的解,取誤差最小時相應的解e_(15)=0.28 C/m^2,e_(31)=7.72 C/m^2,e_(33)=18.26C/m^2為BNKT薄膜的壓電應力常數(shù).

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湘潭大學自然科學學報

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