鐵電材料電熱效應(yīng)的應(yīng)變調(diào)控.pdf

1、電熱效應(yīng)是指在絕熱條件下，對(duì)鐵電體施加電場(chǎng)時(shí)材料本身溫度發(fā)生改變的現(xiàn)象。目前，電熱效應(yīng)受到人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注，在固態(tài)冷卻設(shè)備中有廣泛的應(yīng)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(jī)制。而鐵電材料由于其良好的電熱性能一直被視為電熱設(shè)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(yīng)對(duì)于電熱制冷技術(shù)的發(fā)展具有非常重要的理論指導(dǎo)意義。眾所周知，鐵電材料疇結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的變化對(duì)其電熱效應(yīng)也將產(chǎn)生顯著的影響。而以往的研究結(jié)果表明外加應(yīng)變可以使鐵電材料在隨溫度變化的演化過(guò)程中由多疇?wèi)B(tài)轉(zhuǎn)化為單疇?wèi)B(tài)，所以應(yīng)變引發(fā)的疇變將會(huì)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(xué)理論，采用相場(chǎng)法系統(tǒng)地研究了外加應(yīng)變對(duì)多疇鐵電體、鐵電納米管以及鐵電多晶電熱效應(yīng)的調(diào)控作用。
　　本文通過(guò)相場(chǎng)模擬發(fā)現(xiàn)多疇鐵電體的疇變類(lèi)似于相變可以引發(fā)大的電熱效應(yīng)，并使多疇鐵電體在疇變溫度附近具有異常大的電熱效應(yīng)。

3、同時(shí)，由于疇變溫度低于居里溫度，且疇變溫度與相變溫度類(lèi)似可以通過(guò)外加應(yīng)變來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而使多疇鐵電體在較寬的溫度范圍內(nèi)存在大的電熱效應(yīng)。其中拉應(yīng)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(yuǎn)遠(yuǎn)大于施加壓應(yīng)變的情況。但對(duì)于鐵電納米管而言，徑向壓應(yīng)變使其在室溫附近具有極大的電熱效應(yīng)，這主要是由外部作用引發(fā)的疇變即多疇轉(zhuǎn)化為單疇引起。它為鐵電納米結(jié)構(gòu)電熱效應(yīng)的應(yīng)用提供了新的思路。最后對(duì)于鐵電多晶體，從疇結(jié)構(gòu)的演化來(lái)看，極化翻