鋯酸鉛基復合鐵電薄膜負電熱性能的研究.pdf

1、在絕熱條件下，鐵電薄膜由于外電場作用引起自身溫度升高和降低的現(xiàn)象分別稱為正電熱效應與負電熱效應?；陔姛嵝碾姛嶂评浼夹g(shù)具有制冷效率高、對環(huán)境友好等特點，在固體制冷領(lǐng)域具有較好的應用前景。同時利用正電熱效應和負電熱效應，相比單獨利用正電熱效應或者負電熱效應，其制冷效率更高。然而，人們對負電熱效應的研究剛剛起步，所得到的負電熱效應比較弱。因此，開發(fā)具有大負電熱效應的材料及其制備工藝對提高電熱制冷效率具有重要的研究意義。鋯酸鉛PbZrO3

2、(PZ)是一種典型的具有相對較大負電熱強度的反鐵電材料，但是其耐擊穿電場相對比較低導致絕熱溫度變化值較小。本論文采用復合材料技術(shù)，將具有較高耐擊穿電壓的0.12Bi(Mg0.5Ti0.5)O3-0.88BaTiO3(BMT-BT)薄膜與PZ薄膜進行復合，來提高PZ反鐵電薄膜的負電熱性能。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下：
　　1. PZ反鐵電薄膜的制備及負電熱性能分析
　　探究了不同制備工藝下的PZ反鐵電薄膜的負電熱性能。研究結(jié)果表明

3、，逐層退火的PZ反鐵電薄膜的負電熱性能優(yōu)于一次性退火的P Z反鐵電薄膜的負電熱性能；適當?shù)难娱L退火時間，則會提高PZ反鐵電薄膜的負電熱性能。
　　2.復合方式對PZ-BMT-BT復合鐵電薄膜負電熱性能的影響
　　研究了交錯結(jié)構(gòu)、夾層結(jié)構(gòu)兩種復合方式對PZ-BMT-BT復合鐵電薄膜的負電熱性能的影響。研究結(jié)果表明，PZ-BMT-BT復合鐵電薄膜的負電熱強度比單一PZ反鐵電薄膜有明顯提高，其中交錯結(jié)構(gòu)的PZ-BMT-BT復合鐵電

4、薄膜提高更為顯著。
　　3.退火工藝對交錯結(jié)構(gòu)PZ-BMT-BT復合鐵電薄膜負電熱性能的影響
　　進一步優(yōu)化了交錯結(jié)構(gòu)PZ-BMT-BT復合鐵電薄膜的退火工藝。研究結(jié)果表明，一次性退火交錯結(jié)構(gòu)PZ-BMT-BT復合鐵電薄膜的負電熱性能優(yōu)于逐層退火；隨著退火時間的變長，交錯結(jié)構(gòu)PZ-BMT-BT復合鐵電薄膜的負電熱性能先增大后減小，在退火時間10 min條件下具有相對比較大的負電熱效應，在電場強度差值?E=1151 kV·cm