西安交通大学 电子陶瓷与器件教育部重点实验室, 国际电介质研究中心, 电子科学与工程学院 电信学部, 陕西 西安 710049
该文采用传统固相合成法制备了Bi0.5Na0.5Ti(1-x)HfxO3 (x=0, 0.02, 0.04和0.06)陶瓷, 通过X线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征了其相结构、微观表面, 并研究了其介电性能、铁电性能及比热容与相变的关系。通过构建电场和温度的条件, 共同调控铁电相变。再借助麦克斯韦方程, 通过间接法计算, 最终在50 ℃、70 kV/cm的电场下, 在Bi0.5Na0.5TiO3-0.04Hf陶瓷中通过诱导畴变得到了0.5 K的负电卡效应。
BNT基 电卡效应 无铅 钙钛矿 铁电陶瓷 BNT-based electrocaloric effect lead free perovskite ferroelectric ceramic
1 空军工程大学 基础部, 西安 710051
2 西安交通大学 电子与信息学部 电子陶瓷与器件教育部重点实验室, 西安 710049
基于电卡效应的固态制冷技术, 具有高效、环境友好、轻量、低成本和易于小型化等优点, 是替代传统压缩机制冷的理想技术之一。在施加或去除电场时产生较大极化变化的铁电材料, 则是制备基于电卡效应固态制冷器件的理想材料。近年来, 人类对环境可持续发展的需求, 使无铅块体陶瓷的电卡效应研究成为铁电材料领域的研究热点之一。本文首先回顾电卡效应研究历史上的标志性事件, 随后简要介绍电卡制冷的原理, 提出了在室温附近获得宽温区和大电卡温变的材料设计思路, 之后系统综述了BaTiO3基、Bi0.5Na0.5TiO3基和K0.5Na0.5NbO3基无铅块体陶瓷电卡效应的研究进展, 重点分析了这三类无铅块体陶瓷电卡效应的独特优势和面临的挑战, 最后对无铅块体陶瓷电卡效应的发展趋势进行了展望。
无铅块体陶瓷 电卡效应 击穿场强 相变 综述 lead-free bulk ceramics electrocaloric effect dielectric breakdown strength phase transition review
