铁性智能材料的计算机模拟进展

形状记忆合金、压电和磁致伸缩三类智能材料具有从序参量到畴结构到宏观性质平行的物理性质,将三类智能材料作为一个统一体进行研究是目前国际研究趋势。将三类智能材料进行综合,探寻其共同的物理基础以指导新材料开发是如今铁性智能材料面临的最大挑战。缺陷作为重要的改性手段,在铁性智能材料微结构演化、相稳定、宏观性能方面起到重要作用。重点介绍缺陷在三类智能材料中的重要作用的理论研究及计算机模拟的研究进展以及存在的问题,为寻找高性能化铁性智能材料提供理论方向。

基于共同物理基础的铁性智能材料研究概况

铁性智能材料是具有感知温度、力、电、磁等外界环境并产生驱动(位移等)效应的一类重要功能材料,主要包括形状记忆、压电和磁致伸缩三大类材料。长期以来,三类铁性智能材料的研究分布在几个不同的领域,没有形成共同的物理基础,从而导致只能运用有限的学术思路指导智能材料的研发。近年来实验探索研究成果表明:三类看似不同的铁性智能材料从序参量、畴结构到宏观性能层次具有高度的物理平行性,表明它们具有共同的物理基础,据此可望提供高性能铁性智能材料的物理新机制。