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J-GLOBAL ID：201402211097417531   整理番号：14A0219886

PZT電極縁に沿う短い表面き裂の繰返し電界誘起き裂進展挙動

Short Crack Propagation Behavior at Electrode Edge in PZT under Cyclic Electric Loading

著者 (2件)： 楠川量啓 (高知工科大) ,  高坂達郎 (高知工科大)
資料名： 日本機械学会論文集 A編(Web)  (Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers. Series A (Web))
巻： 79  号： 808  ページ： 1716-1725 (WEB ONLY)  発行年： 2013年 
JST資料番号： U0182A  ISSN： 1884-8338  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： 交流電界を負荷した時の,PZT分極材の部分電極縁に存在する表面微小き裂進展挙動について調査した。電界負荷によりき裂は電極に沿って進展を開始するが,その進展速度はき裂長さの増加とともに低下し,やがてき裂は停留する。この進展速度および停留するき裂の長さが交流電界の強さ,直流成分および環境に依存することを明らかにした。圧電材料の分極反転が生じるような電界条件下ではき裂の進展速度のばらつきが大きくなること,また試験温度が40°Cの場合,高湿度環境がき裂進展を助長させることがわかった。FEMにより繰返し電界下でのき裂面相対変位を解析し,き裂が停留するメカニズムを考察した。(著者抄録)

シソーラス用語： *ジルコニウム酸チタン酸鉛 ,  *電極 ,  *表面亀裂 ,  分極 ,  交流電場 ,  圧電材料 ,  機能性セラミック ,  *亀裂伝搬 ,  電場効果 ,  速度 ,  数値解析 ,  亀裂停留 ,  圧電セラミック ,  相対変位 ,  亀裂伝搬速度 ,  有限要素解析
準シソーラス用語： *電極縁 ,  *繰返し電界誘起き裂進展 ,  亀裂進展速度 ,  有限要素法解析 ,  変位解析 ,  亀裂面

分類 (2件)： 圧電デバイス  (NC03110I) ,  圧電気,焦電気,エレクトレット  (BM05040M)

引用文献 (15件)：

• (1) Scheider, G. A., Weitzing, H. and Zickgraf, B., “Crack Growth in Ferroelectric Ceramics and Actuators under Mechanical and Electrical Loading”, Fracture Mechanics of Ceramics, Vol. 12 (1996), pp. 149-160.
• (2) Cao, H. and Evans, A. G., “Electric-Field-Induced Fatigue Crack Growth in Piezoelectrics”, Journal of American Ceramic Society, Vol. 77, No. 7 (1994), pp. 1783-1786.
• (3) Shang, J. K. and Tan, X., “A Maximum Strain Criterion for Electric-Field-Induced Fatigue Crack Propagation in Ferroelectric Ceramics”, Material Science and Engineering, Vol. A301 (2001), pp. 131-139.
• (4) Lee, K. L., Soh, A. K. and He, P. F., “Fatigue Failure of Ferroelectric Ceramics Subjected to Cyclic Inclined Electric Loading”, Scripta Materialia, Vol. 49 (2003), pp. 849-854.
• (5) Fang, D., Liu, B. and Sun, C. T., “Fatigue Crack Growth in Ferroelectric Ceramics Driven by Alternating Electric Fields”, Journal of American Ceramic Society, Vol. 87, No. 5 (2004), pp. 840-846.

タイトルに関連する用語 (7件)： PZT ,  縁 ,  表面き裂 ,  電界 ,  誘起 ,  き裂進展 ,  挙動