多晶铌酸钾钠在高压下的声学和弹性性质研究

作者：肖礼康; 冯秋; 房雷鸣; 周章洋; 熊政伟; 蓝江河; **; 刘艺; 高志鹏^*

来源：高压物理学报, 2023, 37(06): 60-71.

• Na0.5K0.5NbO3
• 高压
• 声速
• 弹性
• 硬度
• 断裂韧性

在压力和温度分别为10 GPa和1 050℃的条件下制备了Na0.5K0.5NbO3陶瓷样品,采用超声干涉法测量了样品在不同静水压力下的压缩波速和剪切波速。通过三阶有限应变状态方程拟合,获得了多晶Na0.5K0.5NbO3的体积模量(172.6 GPa)和剪切模量(54.6 GPa)及其压力依赖性。研究发现,样品的杨氏模量随着压力的升高而增大。基于弹性模量数据,得到样品的泊松比为0.342,表明材料具有延展性,但在高压下展现出脆性。随着压力的升高,维氏硬度和断裂韧性均增强;通过经验模型,得到陶瓷样品的维氏硬度为2.40 GPa,断裂韧性为2.33 MPa·m1/2。基于弹性波速度和密度数据,推导出Na0.5K0.5NbO3陶瓷的德拜温度为513.1 K,Grüneisen常数γ为2.113。这些结果为评估Na0.5K0.5NbO3在高压下的声学性质和弹性相关的综合性质提供了科学依据,同时为Na0.5K0.5NbO3在高压下的工程应用提供了参考。

• 单位
  中国工程物理研究院流体物理研究所; 西南科技大学; 数理学院; 中国工程物理研究院核物理与化学研究所; 电子科技大学