[發(fā)明專利]具有巨負(fù)電卡效應(yīng)的反鐵電陶瓷材料、其制備方法與用途

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710537751.0
• 申請日: 2017-07-04
• 公開（公告）號: CN107311656B
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李彼;唐新桂;劉秋香;蔣艷平
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: F25B21/00
• 分類號: F25B21/00;C04B35/491;C04B35/622
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 趙青朵

本發(fā)明提供了一種具有巨負(fù)電卡效應(yīng)的反鐵電陶瓷材料，所述反鐵電陶瓷材料的化學(xué)組成為：(Pb_1?3x/2La_x)(Zr_0.95Ti_0.05)O₃；所述x為0.02～0.1；所述反鐵電陶瓷材料具有巨負(fù)電卡效應(yīng)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的反鐵電陶瓷材料電卡效應(yīng)制冷具有制冷系數(shù)大、能量轉(zhuǎn)換率較高和易實(shí)現(xiàn)集成化的特點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于制冷技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有巨負(fù)電卡效應(yīng)的反鐵電陶瓷材料、其制備方法與用途。

背景技術(shù)

近年來，環(huán)境、能源問題凸顯，必須大幅度提高現(xiàn)有的制冷技術(shù)。以空調(diào)為例，目前大規(guī)模家庭使用的空調(diào)以氟利昂作為致冷劑，但氟利昂會破壞臭氧層，且空氣壓縮技術(shù)的能量轉(zhuǎn)化效率低。隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展人們對制冷技術(shù)的需求迅速增加，且新技術(shù)的發(fā)展對制冷的也要求多樣化，因此高效、節(jié)能、環(huán)保的制冷技術(shù)的重要性凸顯出來。依據(jù)新的制冷物理效應(yīng)，尋找新的材料，并開發(fā)新型、環(huán)保的制冷器如熱電制冷、磁制冷、鐵電制冷等愈來愈得到研究者的關(guān)注。

尤其是，與磁卡效應(yīng)相比較，電卡效應(yīng)的優(yōu)勢在于獲得大溫變的大電場比大磁場更容易獲得，且成本更低；雖然熱電制冷也具備環(huán)保、反應(yīng)快、可控的優(yōu)點(diǎn)，但其效率太低、成本也相對較高；利用鐵電材料制備的制冷機(jī)無需外加壓縮機(jī)、極利于小型化，能夠滿足新形勢下多數(shù)的致冷要求，因此發(fā)展鐵電致冷具有積極意義。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種具有巨負(fù)電卡效應(yīng)的反鐵電陶瓷材料、其制備方法與用途。

本發(fā)明提供了一種具有巨負(fù)電卡效應(yīng)的反鐵電陶瓷材料，所述反鐵電陶瓷材料的化學(xué)組成為：

(Pb_1-3x/2La_x)(Zr_0.95Ti_0.05)O₃；

所述x為0.02～0.1；

所述反鐵電陶瓷材料具有巨負(fù)電卡效應(yīng)。

優(yōu)選的，所述x為0.02、0.04、0.06、0.08或0.1。

優(yōu)選的，所述反鐵電陶瓷材料在電場為55kV/cm的場強(qiáng)下負(fù)電卡效應(yīng)為-0.26K～-3.25K。

本發(fā)明還提供了一種反鐵電陶瓷材料的制備方法，包括以下步驟：

S1)將鉛源、鈦源、鋯源與鑭源混合進(jìn)行球磨后，煅燒，得到第一中間體；

S2)將所述第一中間體進(jìn)行二次球磨，成型后，依次進(jìn)行排膠處理與高溫?zé)Y(jié)，得到反鐵電陶瓷材料。

優(yōu)選的，所述步驟S1)中球磨的分散劑為醇溶劑；所述球磨的時(shí)間為20～30h；所述步驟S2)中二次球磨的分散劑為醇溶劑；所述二次球磨的時(shí)間為20～30h。

優(yōu)選的，所述煅燒的溫度為700℃～900℃；所述煅燒的時(shí)間為3～8h。

優(yōu)選的，所述排膠處理的溫度為550℃～700℃；所述排膠處理的升溫速率為1～5℃/min。

優(yōu)選的，所述高溫?zé)Y(jié)的溫度為1000℃～1500℃；所述高溫?zé)Y(jié)的時(shí)間為3～8h；所述高溫?zé)Y(jié)的升溫速率為1～5℃/min。

本發(fā)明還提供了一種上述反鐵電陶瓷材料作為制冷材料的應(yīng)用。

本發(fā)明還提供了一種制冷器件，包括上述的反鐵電陶瓷材料。