[發(fā)明專利]一種室溫固態(tài)電卡制冷方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710989629.7
• 申請日: 2017-10-23
• 公開（公告）號: CN107726662B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙世峰;白玉龍;陳介煜;鄔新;肖忠睿
• 申請（專利權(quán)）人: 內(nèi)蒙古大學(xué)
• 主分類號: F25B21/00
• 分類號: F25B21/00;C23C18/12
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11562
• 代理人: 宋平

1.一種室溫固態(tài)電卡制冷方法，其特征在于，制備Bi₅Ti₃FeO₁₅/BiFeO₃鐵電薄膜，然后將Bi₅Ti₃FeO₁₅/BiFeO₃鐵電薄膜處于負(fù)電卡效應(yīng)的工作區(qū)域，施加電場后處于絕熱狀態(tài)的Bi₅Ti₃FeO₁₅/BiFeO₃鐵電薄膜，維持系統(tǒng)熵平衡，薄膜的溫度降低，然后Bi₅Ti₃FeO₁₅/BiFeO₃鐵電薄膜從散熱負(fù)載吸熱而升溫，Bi₅Ti₃FeO₁₅/BiFeO₃鐵電薄膜升溫后，從負(fù)電卡效應(yīng)轉(zhuǎn)換到正電卡效應(yīng)工作區(qū)域，在電場施加的情況下，Bi₅Ti₃FeO₁₅/BiFeO₃鐵電薄膜的熵增加，絕熱情況下升溫，此時撤去外電場，電偶極子恢復(fù)無序，熵減少，在等溫環(huán)境中從被制冷負(fù)載吸熱，實現(xiàn)制冷。

2.如權(quán)利要求1所述的一種室溫固態(tài)電卡制冷方法，其特征在于，所述Bi₅Ti₃FeO₁₅/BiFeO₃鐵電薄膜的制備方法為將五水硝酸鉍、九水硝酸鐵、鈦酸四丁脂以乙二醇為溶劑配制成濃度為0.1mol/L的溶膠，五水硝酸鉍、九水硝酸鐵、鈦酸四丁脂的摩爾比為5.25-5.5：1：3，在室溫下恒溫攪拌24小時，待溶膠形成均一穩(wěn)定的膠體，加入1~2mL乙酰丙酮并繼續(xù)攪拌1小時,再在室溫下避光靜止老化72小時，以Pt(111)/Ti/SiO₂/Si為襯底，用1mL吸管吸取老化后的溶膠，用旋涂法制備納米薄膜，以400轉(zhuǎn)/分和3900轉(zhuǎn)/分的條件交替旋涂薄膜10~12次，薄膜每做好一層后烘烤，在空氣中250^oC烘烤3分鐘，然后放入RTP快速退火爐中在750^oC燒結(jié)5分鐘，旋涂完畢后再進(jìn)行最終的退火處理，在750^oC燒結(jié)10分鐘，得出單相的Bi₅Ti₃FeO₁₅薄膜，將得到的Bi₅Ti₃FeO₁₅薄膜上旋涂BiFeO₃，以400轉(zhuǎn)/分和3000轉(zhuǎn)/分的條件一共旋涂薄膜9-11次，薄膜每做好一層后烘烤，在空氣中250^oC烘烤3分鐘，再放入RTP快速退火爐中550^oC保持5分鐘，旋涂完畢后再進(jìn)行最終的退火處理，在空氣中250^oC烘烤3分鐘，再放入RTP快速退火爐中550^oC保持10分鐘，用離子濺射儀結(jié)合直徑開口為200μm研磨板，在樣品表面做Au電極，然后復(fù)合薄膜在空氣中400^oC退火3分鐘，冷卻至室溫，即得；采用間接法測試卡效應(yīng)，復(fù)合薄膜的鐵電極化隨溫度的變化關(guān)系通過半密封的高精度的變溫臺來提供恒溫環(huán)境，外接鐵電分析儀器來實現(xiàn)，溫度變化范圍從液氮溫區(qū)80K開始到670K，溫度精確控制在0.1K的誤差范圍內(nèi)，測試出變溫鐵電極化曲線，根據(jù)麥克斯韋方程得出熵變和溫變的曲線。

3.如權(quán)利要求2所述的一種室溫固態(tài)電卡制冷方法，其特征在于，所述Pt(111)/Ti/SiO₂/Si為襯底在使用前需要對其進(jìn)行清洗，先用去離子水清洗10分鐘，在加入HF酸清洗1min后，用鑷子夾出襯底放入丙酮與乙醇體積比為1：3的混合液體中清洗30分鐘，然后撈出襯底烘干。

4.如權(quán)利要求2所述的一種室溫固態(tài)電卡制冷方法，其特征在于，五水硝酸鉍、九水硝酸鐵和鈦酸四丁脂均為分析純，純度為99.9%。