ferroelastic是什麼意思，ferroelastic的意思翻譯、用法、同義詞、例句

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專業解析

鐵彈性（Ferroelastic） 是指某些晶體材料在應力作用下發生可逆的自發應變，且具有滞回效應的物理現象。這類材料通常存在兩個或多個穩定的取向狀态（疇結構），在外加機械應力作用下，疇壁會發生移動，導緻宏觀形狀改變，并在撤去應力後保持變形狀态，直至施加反向應力才能恢複原狀。其核心特征類似于鐵電性（電場驅動）和鐵磁性（磁場驅動），但驅動力為機械應力，故稱為"鐵彈性"。

關鍵特性與機制

1. 自發應變與雙勢阱

   鐵彈晶體在相變溫度以下會自發産生應變，形成能量相等的兩種（或多種）晶格畸變狀态。這種應變源于晶體結構的對稱性破缺，例如從正交相轉變為單斜相時，晶軸發生微小傾斜，形成穩定的雙勢阱結構。

2. 疇結構與疇壁移動

   材料内部會形成方向不同的鐵彈疇（類似鐵電疇）。當施加外部應力時，疇壁發生可逆遷移，低能量取向的疇區逐漸擴張，宏觀表現為材料的形變。撤去應力後，疇結構保持穩定，形成"記憶"效應。

3. 應力-應變滞回曲線

   鐵彈材料的應力-應變關系呈現典型的滞回回線，這是判斷鐵彈性的核心實驗依據。回線面積代表疇壁移動消耗的能量，與材料的能量耗散相關。

典型材料與應用

• 常見材料：

  包括形狀記憶合金（如鎳钛諾）、鈣钛礦氧化物（如锆钛酸鉛PZT）、以及某些有機晶體（如三苯基膦）。例如，鎳钛諾的超級彈性源于應力誘導的馬氏體相變，屬于鐵彈行為。

• 技術應用：

  鐵彈性在傳感器、微機電系統（MEMS）、高精度制動器及能量吸收裝置中具有潛力。例如，利用鐵彈疇的快速翻轉可設計低能耗機械開關。

與相關概念的區别

• 鐵彈性 vs 壓電性：

  壓電性是應力-電荷的線性耦合（無滞回），而鐵彈性涉及非線性應變和疇重構。

• 鐵彈性 vs 形狀記憶效應：

  形狀記憶效應是熱驅動相變，鐵彈性則是純應力驅動，但兩者常共存于同一材料中。

參考文獻來源：

1. 國際純正與應用化學聯合會（IUPAC） 對鐵彈性的定義與分類标準（訪問鍊接：iupac.org）
2. 劍橋大學材料系 關于疇結構與相變的專著 Ferroic Materials and Their Applications（訪問鍊接：cambridge.org）
3. 美國物理聯合會（AIP） 期刊 Applied Physics Letters 對鐵彈滞回機制的實驗研究（訪問鍊接：aip.org）
4. 自然材料（Nature Materials） 綜述 "Ferroelastic switching in nanostructures"（訪問鍊接：nature.com）

網絡擴展資料

"Ferroelastic"（鐵彈性）是材料科學領域的專業術語，指一類具有特殊機械響應特性的智能材料。以下是詳細解釋：

1. 基本定義
   鐵彈性材料在特定溫度下會自發産生可逆應變，且這種應變可通過外部應力重新定向。其核心特性是存在雙穩态或多穩态的晶體結構，類似于鐵磁體的磁疇結構。

2. 關鍵特性

   • 自發應變：晶體在相變溫度下因對稱性降低産生内部應變。
   • 應力-應變滞後：類似磁滞現象，應力加載與卸載過程中應變路徑不同。
   • 疇結構：材料内部存在不同取向的彈性疇，可通過機械應力或溫度調控。

3. 應用領域
   主要用于能量轉換裝置（如機械能-電能轉換器）、高精度傳感器、信息存儲器件和自適應機械開關。其雙電開關特性（dual ***lectric switches）使其在微電子領域有特殊價值。

4. 與其他術語的區分

   • Elastic（彈性）：僅指材料形變後恢複原狀的能力，不涉及自發應變或疇結構。
   • Plastic（塑性）：指不可逆形變，與鐵彈性的可逆特性相反。

該術語常見于凝聚态物理和功能材料研究中，代表材料對外界刺激（如應力、溫度）的智能響應能力。

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