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鐵電材料電熱效應的應變調控.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、電熱效應是指在絕熱條件下,對鐵電體施加電場時材料本身溫度發(fā)生改變的現(xiàn)象。目前,電熱效應受到人們越來越多的關注,在固態(tài)冷卻設備中有廣泛的應用前景。與現(xiàn)有的壓縮式制冷比較,電熱制冷是一種新型的、高效的、環(huán)保的制冷機制。而鐵電材料由于其良好的電熱性能一直被視為電熱設備或電熱性能研究的主要候選材料。因此,深入研究鐵電材料的電熱效應對于電熱制冷技術的發(fā)展具有非常重要的理論指導意義。眾所周知,鐵電材料疇結構的變化可以顯著的改變其壓電、介電性能,因而

2、鐵電材料疇結構的變化對其電熱效應也將產(chǎn)生顯著的影響。而以往的研究結果表明外加應變可以使鐵電材料在隨溫度變化的演化過程中由多疇態(tài)轉化為單疇態(tài),所以應變引發(fā)的疇變將會明顯地影響鐵電材料電熱性能。因此,本文基于鐵電材料熱力學理論,采用相場法系統(tǒng)地研究了外加應變對多疇鐵電體、鐵電納米管以及鐵電多晶電熱效應的調控作用。
  本文通過相場模擬發(fā)現(xiàn)多疇鐵電體的疇變類似于相變可以引發(fā)大的電熱效應,并使多疇鐵電體在疇變溫度附近具有異常大的電熱效應。

3、同時,由于疇變溫度低于居里溫度,且疇變溫度與相變溫度類似可以通過外加應變來進行調節(jié),從而使多疇鐵電體在較寬的溫度范圍內存在大的電熱效應。其中拉應變不僅可以提高多疇鐵電體的疇變溫度,還使模型的平均絕熱溫度變化遠遠大于施加壓應變的情況。但對于鐵電納米管而言,徑向壓應變使其在室溫附近具有極大的電熱效應,這主要是由外部作用引發(fā)的疇變即多疇轉化為單疇引起。它為鐵電納米結構電熱效應的應用提供了新的思路。最后對于鐵電多晶體,從疇結構的演化來看,極化翻

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