Сегнетоупругость — это явление, при котором материал может проявлять спонтанную деформацию, и является механическим эквивалентом сегнетоэлектричества и ферромагнетизма в области ферроиков. Сегнетоэластичный кристалл имеет два или более устойчивых ориентационных состояния в отсутствие механического напряжения или электрического поля, т. е. остаточные состояния, и может воспроизводимо переключаться между состояниями путем приложения напряжения или электрического поля, превышающего некоторое критическое значение. Приложение противоположных полей приводит к гистерезису, поскольку система пересекает энергетический барьер вперед и назад. Этот переход рассеивает энергию, равную площади, заключенной в петле гистерезиса.
Переход исходной структуры кристалла в одну из его стабильных ферроэластичных деформаций обычно сопровождается уменьшением симметрии кристалла. Спонтанное изменение деформации и кристаллической структуры может быть связано со спонтанным изменением других наблюдаемых свойств, таких как двупреломление, оптическое поглощение и поляризуемость. В совместимых материалах рамановская спектроскопия использовалась для прямого отображения ферроэластичного переключения в кристаллах.
Теория Ландау использовалась для точного описания многих ферроэластичных фазовых переходов с использованием деформации в качестве параметра порядка, поскольку почти все ферроэластичные переходы являются переходами второго рода. Свободная энергия формулируется как разложение по четным степеням деформации.
Эффект памяти формы и сверхэластичность являются проявлениями ферроэластичности. Нитинол (никель-титан), распространенный ферроэластичный сплав, может проявлять как сверхэластичность, так и эффект памяти формы при комнатной температуре в зависимости от соотношения никеля и титана.
Роль в ужесточении трансформации
Ферроэластичные переходы могут использоваться для упрочнения керамики, наиболее ярким примером чего является цирконий. Трещина, распространяющаяся через тетрагональный цирконий, открывает дополнительное пространство, что позволяет области вокруг трещины перейти в моноклинную фазу, расширяясь на 3-4%. Это расширение вызывает сжимающее напряжение перед вершиной трещины, требуя дополнительной работы для дальнейшего распространения трещины.
