熱壓燒結(jié)PLZT陶瓷的電卡特性及溫區(qū)展寬效應(yīng)研究.pdf

1、基于電卡效應(yīng)的制冷技術(shù)較其它制冷技術(shù)具有應(yīng)用尺寸小、應(yīng)用成本低、工作可靠性高、能量轉(zhuǎn)換效率高和無環(huán)境污染等優(yōu)勢，因此它在未來制冷器件領(lǐng)域有較大的發(fā)展?jié)摿?。如今各類電卡材料都存在各自的?yōu)缺點。其中，傳統(tǒng)固相燒結(jié)陶瓷材料具有電卡轉(zhuǎn)換效率較高、制備成本低等優(yōu)點，但它的介電擊穿場強較低、溫度穩(wěn)定性較差，因而使其電卡性能受到了很大的限制。上述這些問題使得陶瓷電卡材料在實際生產(chǎn)應(yīng)用中受到了較大的限制，解決這些問題對于陶瓷電卡材料的應(yīng)用具有重大意義。

2、
　　本文研究了熱壓燒結(jié)法給弛豫鐵電陶瓷材料Pb0.85La0.1(Zr0.65Ti0.35)O3在溫度穩(wěn)定性、介電性能以及電卡性能這三方面帶來的優(yōu)化。此方法較好地解決了上述傳統(tǒng)固相燒結(jié)陶瓷材料存在的問題。
　　晶粒小、致密性高、氣孔少是陶瓷溫度穩(wěn)定性好的必要條件。高彌散系數(shù)γ是陶瓷溫度穩(wěn)定性好的重要指標(biāo)。當(dāng)制備原料PbO過量0-10％，熱壓燒結(jié)法制備的Pb0.85L0.1(Zr0.65Ti0.35)O3陶瓷的晶粒尺寸、相對

3、密度和彌散系數(shù)γ分別在2-3μm、95%以上和1.83-1.89，且三者都比較穩(wěn)定，波動幅度很小。而傳統(tǒng)固相燒結(jié)法制備的Pb0.85La0.1(Zr0.65Ti0.35)O3陶瓷的晶粒尺寸、相對密度和彌散系數(shù)γ在PbO過量相同的條件下分別在2-5μm、90%-95%和1.65-1.82，且波動相對前者較大。由此可見熱壓燒結(jié)法對于Pb0.85La0.1(Zr0.65Ti0.35)O3陶瓷溫度穩(wěn)定性的提高大有幫助。
　　高介電擊穿場強

4、、高電阻率是提高陶瓷材料電卡性能的必要條件。上述熱壓燒結(jié)法制備樣品的介電擊穿場強和電阻率在溫度在0-100℃時分別在200KV/cm以上和1013Ωm以上。而傳統(tǒng)固相燒結(jié)法制備的樣品的介電擊穿場強和電阻率在相同的條件下分別在100KV/cm左右和1011Ωm左右。由此可見熱壓燒結(jié)法有助于Pb0.85La0.1(Zr0.65Ti0.35)O3陶瓷在寬溫區(qū)介電擊穿場強的提高，為Pb0.85La0.1(Zr0.65Ti0.35)O3陶瓷在寬溫

5、區(qū)電卡性能的提高奠定了基礎(chǔ)。
　　ΔT絕熱溫變和ΔS等溫熵變以及它們的溫度穩(wěn)定性是衡量材料電卡性能的通用標(biāo)準(zhǔn)。相同條件下，絕熱溫變越大、熵變越大、它們的不穩(wěn)定性越小則材料的電卡性能越好。在溫度0-100℃、外加電場為100KV/cm時，熱壓燒結(jié)法制備的樣品的ΔT和ΔS分別為1.3-2.4℃和1.5-2.3Jkg-1K-1，它們的最大波動量在20%左右；而傳統(tǒng)固相燒結(jié)法制備的樣品的ΔT和ΔS分別為0.5-1.9℃和0.6-1.9Jk