본문 바로가기
HOME> 논문 > 논문 검색상세

논문 상세정보

전기장을 받는 강유전체 세라믹의 분역회전 인성화
Domain Switching Toughening of Ferroelectric Ceramics Subjected to Electric Fields

정경문   (전남대학교 대학원 기계공학과UU0001112  ); 범현규   (전남대학교 기계공학과UU0001112  );
  • 초록

    A crack with growth in ferroelectric ceramics under purely electric loading is analyzed. The crack tip stress intensity factor for the growing crack under small-scale conditions is evaluated by employing the model of nonlinear domain switching. The crack tip stress intensity factor increases or decreases with crack growth, depending on the electrical nonlinear behavior and the direction of an applied electric field. It is shown that the ferroelectric material can be either toughened or weakened as the crack grows. The steady state crack growth in ferroelectric ceramics is also discussed.


  • 주제어

    강유전체 세라믹 .   항전기장 .   항복 전기장 .   분극 .   분역회전 .   균열성장.  

  • 참고문헌 (19)

    1. Gao, H., 1989, 'Application of 3-D Weight Functions - I. Formulations of Crack Interfaces with Transformation Strains and Dislocations,' J. Mech. Phys. Solids, Vol. 37, pp. 133-153 
    2. Liu, Y. G., Zhou, Y., Jia, D. C.. Meng, Q. C. and Chen, Y. H., 2002, 'Domain Switching Toughening in a $LiTaO_3$ Dispersed $Al_2O_3$ Ceramic Composite,' Scripta Mater., Vol. 47, pp. 63-68 
    3. Jaffe, B., Cook, W. R. and Jaffe, H., 1971, Piezoelectric Ceramics, Academic Press, New York 
    4. Hwang, S. C., Lynch, C. S. and McMeeking, R. M., 1995, 'Ferroelectric/Ferroelastic Interactions and a Polarization Switching Model,' Acta Metall. Mater., Vol. 43, pp. 2073-2084 
    5. Beom, H. G., 1999, 'Small Scale Nonlinear Analysis of Electrostrictive Crack Problems,' J. Mech. Phys. Solids, Vol. 47, pp. 1379-1395 
    6. Rice, J. R., 1985, 'Three-Dimensional Elastic Crack Tip Interactions with Transformation Strains and Dislocations,' Int. J. Solid Structures, Vol. 21, pp. 781-791 
    7. Kolleck, A., Schneider, G. A. and Meschke, F. A., 2000, 'R-Curve Behavior of $BaTiO_3$-and PZT Ceramics Under the Influence of an Electric Field Applied Parallel to the Crack Front,' Acta mater., Vol. 48, pp. 4099-4113 
    8. Mao, S. X., Li, X. and Han, X., 2000, 'Toughening of Ferroelectric Ceramics Under Polarization Switching,' Mater. Sci. Engng., Vol. A292, pp. 66-73 
    9. Liu, Y. G., Jia, D. C. and Zhou, Y., 2002, 'Microstructure and Mechanics Properties of a Lithium Tantalate-Dispersed-Alumina Ceramic Composite,' Ceram. Int., Vol. 28, pp. 111-114 
    10. McMeeking, R. M. and Evans. A. G., 1982. 'Mechanics of Transformation-Toughening in Brittle materials,' J. Am. Ceram. Soc., Vol. 65. pp. 242-246 
    11. Budiansky, B., Hutchinson, J. W. and Lambropoulos, J. C., 1983, 'Continuum Theory of Dilatant Transformation Toughening Ceramics,' Int. J. Solids Structures, Vol. 19. pp. 337-355 
    12. Meschke. F.. Kolleck, A. and Schneider. G. A., 1997, 'R-Curve Behaviour of $BaTiO_3$ due to Stress-Induced Ferroelastic Domain Switching,' J. Eur. Ceram. Soc., Vol. 17, pp. 1143-1149 
    13. Yang, W. and Zhu. T., 1998, 'Switch-Toughening of Ferroelectrics Subjected to Electric Fields,' J. Mech. Phys. Solids, Vol. 46. pp. 291-311 
    14. Zeng, X. and Rajapakse, R. K. N. D., 2001, 'Domain Switching Induced Fracture Toughness Variation in Ferroelectrics.' Smart Mater. Struct., Vol. 10, pp. 203-211 
    15. Beorn, H. G. and Atluri, S. N., 2003, 'Effect of Electric Fields on Fracture Behavior of Ferroelectric Ceramics,' J. Mech. Phys. Solids, In press 
    16. Park, S. and Sun, C.-T., 1995, 'Fracture Criteria for Piezoelectric Ceramics,' J. Am. Ceram. Soc., Vol. 78. pp. 1475-1480 
    17. Wang, H. and Singh, R. N., 1997, 'Crack Propagation in Piezoelectric Ceramics: Effects of Applied Electric Fields,' J. Appl. Phys.. Vol. 81, pp. 7471-7479 
    18. Fu, R. and Zhang. T.-Y.. 2000, 'Effects of an Electric Field on the Fracture Toughness of Poled Lead Zirconate Titanate Ceramics,' J. Am. Ceram. Soc.. Vol. 83, pp. 1215-1218 
    19. Tobin. A. G. and Pak. Y. E.. 1993. 'Effect of Electric Fields on Fracture Behavior of PZT Ceramics.' Proc. SPIE. Smart Struct. Mater., 1916, pp. 78-86 
  • 이 논문을 인용한 문헌 (1)

    1. 2003. "Effect of Domain Switching on Crack Growth in Ferroelectric Ceramics" 한국정밀공학회지 = Journal of the Korean Society of Precision Engineering, 20(11): 142~149     

 활용도 분석

  • 상세보기

    amChart 영역
  • 원문보기

    amChart 영역

원문보기

무료다운로드
유료다운로드

유료 다운로드의 경우 해당 사이트의 정책에 따라 신규 회원가입, 로그인, 유료 구매 등이 필요할 수 있습니다. 해당 사이트에서 발생하는 귀하의 모든 정보활동은 NDSL의 서비스 정책과 무관합니다.

원문복사신청을 하시면, 일부 해외 인쇄학술지의 경우 외국학술지지원센터(FRIC)에서
무료 원문복사 서비스를 제공합니다.

NDSL에서는 해당 원문을 복사서비스하고 있습니다. 위의 원문복사신청 또는 장바구니 담기를 통하여 원문복사서비스 이용이 가능합니다.

이 논문과 함께 출판된 논문 + 더보기