铁电陶瓷材料在外场作用下的畴变被认为是导致其性能衰退的主要原因。建立对铁电陶瓷材料在外场作用下畴变进行原位观测的方法,对研究和探明这类材料的疲劳失效机理具有重大的理论指导意义和实际应用价值。本项论文工作提出并建立了基于Raman散射原理的90°畴变原位Raman观测的方法和装置,对三种不同预极化处理的PLZT试样在外电场作用下、电疲劳过程中和裂纹尖端的畴变行为进行了系统的研究,获得了Raman特征软模峰强随电场强度、疲劳周次和裂尖观测点空间位置分布的变化规律。实验结果表明,不同预极化处理对材料的宏观性能和微观行为影响很大。施加外电场或电疲劳过程中,材料的剩余极化强度和Raman特征软模峰强随电场强度或疲劳周次的增加而降低,其中纵极化试样下降的幅度最大。此外,特征软模峰强随裂尖观测点离开裂尖距离的增加而减弱。通过建立Raman光谱观测畴变的物理模型,提出畴变引发Raman软模峰强变化的基本理论。多晶材料散射体中发生90°畴变,会通过改变散射体中不同晶粒取向的感应极化率导数,从而改变其总平均感应极化率张量χ(u r),引起Raman特征软模峰强变化;同时,90°畴变会改变四方相晶格中O-Zr-O的板面弯曲振动模式,也会导致相应的特征软模E(2TO)峰强变化。利用特别设计的90°原位旋转装置可以模拟90°畴变,从而通过实验证实了该理论,并实现了对材料的畴变进行原位观测。因此,由于外电场作用、电疲劳和表面压痕的引入,材料所发生的90°畴变均将引发试样平均电畴择优取向的改变,最终导致Raman特征软模峰强发生变化。