Проведено усреднение системы слоистых мультиферроиков с учетом тепловых свойств слоев. Для получения эффективных характеристик системы используется матричный метод усреднения. Получены формулы, описывающие влияние магнитоэлектроупругих коэффициентов слоев на тепловые характеристики. Показана возможность появления пирокоэффициентов в системе даже при их отсутствии в каждом слое. Из-за взаимодействия полей теплоемкость системы перестает быть аддитивной величиной и становится зависящей от диэлектрической и магнитной проницаемостей слоев. DOI: 10.21883/JTF.2017.07.44673.1921 Введение Среди имеющихся в настоящее время методов получе-ния усредненных (эффективных) характеристик компо-зитных сред наиболее обоснованными с математической точки зрения являются метод усреднения периодических сред [1,2] и матричный метод усреднения слоистых сред (ММУ) [3,4]. Для слоистых структур оба метода приводят к одинаковым результатам. При усреднении пе-риодических сред для получения эффективных значений достаточно решить исходные дифференциальные урав-нения в пределах одной элементарной ячейки, а не во всем пространстве. Для ММУ решать какие-то ни было дифференциальные уравнения нет необходимости. Все операции сводятся к действиям над матрицами. В этом и состоит основное преимущество ММУ над другими методами. Еще одним достоинством ММУ является возможность достаточно просто вычислять поправки к уже найденным значениям. Его превосходство стано-вится неоспоримым, если рассматривается усреднение слоистой среды, описываемой множеством физических параметров. Такими средами являются мультиферрои-ки -одни из наиболее перспективных материалов для использования в новейших технологических устрой-ствах. Данные материалы позволяют управлять одним из физических полей (электрическим, магнитным или упругим) при помощи другого [5,6]. В естественных мультиферроиках взаимодействие электрического и маг-нитного полей весьма мало, поэтому для усиления маг-нитоэлектрического эффекта было предложено исполь-зовать искусственные мультиферроики, в которых связь указанных полей осуществляется посредством упругого поля [7,8]. Наиболее простыми искусственными муль-тиферроиками являются слоистые структуры, каждый слой в которых является пьезоэлектриком или пьезомаг-нетиком. Если к трем вышеуказанным полям добавить еще тепловое поле, то попарные взаимодействия могут усилиться [9], но расчет распределения всех полей в слоистой структуре требует решения существенно более сложной системы дифференциальных уравнений. Одних переменных для описания полей нужно более 20. Цель настоящей работы -нахождение явных формул для эффективных характеристик слоев мультиферроиков с учетом их теплового взаимодействия. Ранее эти харак-теристики получались только в результате численных расчетов [10] либо в статическом приближении [9]. Так как ММУ не накладывает никаких ограничений на физические величины, то результаты работы могут быть использованы при расчете эффективных парамет-ров метаматериалов [11]. К сожалению, в настоящее время ММУ применим только для нахождения свойств слоистых с...
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
customersupport@researchsolutions.com
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.