3D Hierarchical Lattice Ferroelectric Metamaterials
Notice bibliographique
Résumé
Hierarchical cellular materials are ubiquitous in nature and lead many extraordinary mechanical properties, such as ultralight, ultrastiff, and high toughness. In this study, we introduce three families of 3D hierarchical lattice metamaterials, i.e., cubic, octahedron, and hybrid families, made out of ferroelectric materials. Multiscale asymptotic homogenization (MAH) is introduced for predicting the effective thermo-electro-mechanical properties of hierarchical ferroelectric metamaterials. The effect of hierarchy order, lattice topology (including aspect ratio) and relative density on piezoelectric and pyroelectric figures of merit, which assess the multifunctional performance of ferroelectric metamaterials when used as sensors and energy harvesters, is explored. Although 1 st -order lattice ferroelectric metamaterials remarkably improve the piezoelectric and pyroelectric figures of merit compared to fully-solid ferroelectric materials, increasing hierarchy order can further improve these figures of merit. Hybrid hierarchical lattice ferroelectric metamaterials show improved piezoelectric and pyroelectric properties that are not achievable by their fractal-like counterparts. For example, compared to the 1 st -order BCC ferroelectric metamaterials with an FOM33 of more than 50 times higher than bulk ferroelectric materials, FOM33 of the 2 nd -order octet-truss/BCC hierarchical metamaterials can be improved by 50.7%; this improvement is 43.8% and 43.2% for 2 nd -order BCC and 2 nd -order octet-truss self-similar hierarchical metamaterials, respectively. Finally, scaling relationships for predicting the thermo-electro-mechanical properties of lattice hierarchical ferroelectric metamaterials, covering the whole range of relative densities, are proposed. The study highlights the potential applications of bioinspired hierarchical structures, with integrated mechanical, piezoelectric, and pyroelectric properties, as hydrophone, pressure and temperature sensors, and energy harvesters.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».