[發明專利]一種尋找高性能新型電制冷材料的方法

在審

• 申請號: 202110467958.1
• 申請日: 2021-04-28
• 公開（公告）號: CN113160907A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 陳靜;許盼;吳磊;段鸞芳
• 申請（專利權）人: 南京工業職業技術大學
• 主分類號: G16C60/00
• 分類號: G16C60/00;G06F30/20;G06F119/08
• 代理公司: 南京德銘知識產權代理事務所(普通合伙) 32362
• 代理人: 婁嘉寧

一種尋找高性能新型電制冷材料的方法，其特征在于：包括以下步驟：第一步，確定鐵電材料的介電溫譜，尋找到介電異常溫區；第二步，根據介電溫譜尋找能量特殊轉化的特征區域；第三步，根據能量特殊轉化的特征區域找出帶有該介電材料變溫電滯回線或者制備該鐵電材料樣品測試變溫電滯回線；第四步，根據材料的變溫電滯回線計算出絕熱溫變來確定材料的電卡性能。本發明通過利用介電溫譜能量變化異常溫區；無需制備或者只需少量制備樣品就能尋找高電制冷性能材料成為可能。極大的縮短了研發新材料的周期，同時節約了研發新材料的成本。

技術領域

本發明涉及鐵電制冷技術走向實際應用的關鍵材料-高性能電制冷材料制備技術領域，具體為一種尋找高性能新型電制冷材料的方法。

背景技術

21世紀初期，英國劍橋大學Mischenko和美國賓州州立大學的章啟明課題組等人分別在PbZr0.95Ti0.05O3薄膜和聚偏氟乙烯(PVDF)基鐵電聚合物薄膜中獲得了巨電卡效應，其絕熱溫差可達ΔTmax＝12K，鐵電材料的電卡效應研究才逐漸成為熱潮。目前仍然缺乏性能優良且可大規模制造的鐵電制冷材料是限制鐵電制冷設備實際應用的關鍵問題。如果能發明一種無需制備或者只需少量制備樣品就能尋找到高電卡性能的材料就能夠極大的縮短研發新材料的周期，節約研發新材料的成本。從而推動電制冷元器件向著大規模生產和集成化方向發展。

發明內容

針對缺乏性能優良且可大規模制造的鐵電制冷材料，本發明提供了一種新型的鐵電制冷材料的尋找方法，該方法利用現有弛豫鐵電體的介電溫譜，尋找出介電溫譜特殊能量轉化的特征區域，再根據鐵電回線計算出電卡效應；最后通過直接測試來確定材料的電卡性能。該方法縮短了生產周期，減少了研發成本，是值得實際生產應用推廣的一種方法。

為了實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種尋找高性能新型電制冷材料的方法，其特征在于：包括以下步驟：

第一步，確定鐵電材料的介電溫譜，尋找到介電異常溫區；

第二步，根據介電溫譜尋找能量特殊轉化的特征區域；

第三步，根據能量特殊轉化的特征區域找出帶有該鐵電材料變溫電滯回線或者制備該鐵電材料樣品測試變溫電滯回線；

第四步，根據材料的變溫電滯回線，利用絕熱溫變公式

計算出絕熱溫變來確定材料的電卡性能。

進一步的，所述鐵電材料樣品測試變溫電滯回線通過固相燒結法制備出，并對其進行測試。

進一步的，所述固相燒結法的燒結時長不小于2小時。

有益效果：與現有技術相比，本發明通過利用介電溫譜能量變化異常溫區；無需制備或者只需少量制備樣品就能尋找高電制冷性能材料成為可能。極大的縮短了研發新材料的周期，同時節約了研發新材料的成本。

附圖說明

圖1為本發明方法實現的流程示意圖。

圖2為本發明實施例介電溫譜圖。

圖3為本發明變溫電滯回線圖。

圖4為本發明絕熱溫變圖。

具體實施方式

為了便于理解本發明，下面將參照附圖對本發明進行更加全面的描述。本發明可以通過不同的形式來實現，并不限于文本所描述的實施例。相反的，提供實施例是為了使對本發明公開的內容更加透徹全面。

實施例：Bi0.5Na0.5TiO3-BaTiO3(BNT-BT)基材料中高電卡性能材料的尋找。