电场诱导相变制冷效应及其影响因素探索

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1、中山大学硕士学位论文电场诱导相变制冷效应及其影响因素探索姓名：聂越峰申请学位级别：硕士专业：凝聚态物理指导教师：张进修;林国淙2003.5.30——!坐查堂堕!堂墼奎———————一——电场诱导相变制冷效应及其影响因素探索作者姓名：聂越峰导师姓名：张进修教授林国淙副教授专业方向：凝聚态物理摘要本论文主要研究电场诱导相变制冷效应。从实验上对电场诱导相变制冷及其多种影响因素做了研究，并在理论上做了一些探讨。文中用溶胶一凝胶法制备了钛酸钡陶瓷及其A位掺杂的系列陶瓷试样。首次采用红外一热重联用方法对钛酸钡陶瓷的制备过程中的热分解过程做了详细的研究，得出的结论有利于

2、溶胶一凝胶法制各铁电陶瓷中热处理过程的改进；并讨论_『钛酸钡A位掺杂对陶瓷性能的影响，以指导最佳制冷工质的选择。首次采用xRD测试手段对钛酸钡多晶陶瓷试样中的电场诱导相变现象任文_『研究。结论证实了在电场作用下钛酸钡多晶陶瓷试样发生了顺电相到铁电相的结构相变，并发现电场诱导相变存在一定的闽值电场。重点讨论了利用DSC方法研究电场诱导相变制冷效应。发现了电场诱导榍变制冷效应对环境温度和外加电场强度的依赖关系，以及电场诱导相变过程中相变潜热对外加电场变化速率的依赖关系。结论证明了电场诱导相变制冷效应和外加诱导电场的变场速率之间存在一定的速率标度关系。文中对电场

3、诱导相变现象在实验上和理论上都做了初步的探讨，但在电场诱导相变的标度率方面的研究还以实验工作为主，有待从理论和计算机模拟上做更进一步的研究。关键词：溶胶一凝最髟。掺杂、红外。热重；秭、电场诱导)『暖翻冷、变凝肇。Z-I一些!!坠坚一APreliminaryStudyofTheElectricField-inducedPhaseTransitionRefrigerationandItsImpactFactorsbyYuefengNieMajor：CondensedMatterPh)7sicsAdvisors：JX．Zhang，ProfessorG．C．Lin

4、，AssociateProfessorABSTRACTInthisthesis，wefocusontheresearchofelectricfield—inducedphasetransitionrefrigerationanditsimpactfactors，bothexperimenta／lyandtheoretically．Applyingsol-gelmethod，WepreparepureBaTi03ceramicsandaseriesofdopedBaTi03ceramicspreparedbysubstitutingbariumion(Baz

5、+)withcobaltion(Co”)andstrontiumion(sd+)．Forthefirsttime，weinvestigatedthepyrogenationprocessoftheBaTi03gelsinairbyusingtheIR—TGmethod．Thedetailinformationofthepyrogenationprocesshelpstoimprovethepreparationmethodofferroelectricceramics．Wealsoinvestigatedtheinfluenceofthetypesanda

6、mountsofthedopedelementsonthecharacteristicsofBaTi01ceramics，UsingtheX—rayDifiraction(XRD)、westudiedtheelectricfield—inducedphasetransitioninthebariumtitanatemulti—crystalceramics．Itprovesthattheferroelectric—ferroelectricDhasetransitionswilltakeplacewhenanelectricfieldiSplacedont

7、hebariumtitanatemulticrystalceramics．Furthermore．itiSfoundthatthereexistsacriticalvallieoftheexternalelectricfieldthatCaninducethephasetransition．Usingdifferentialscanningcalorimeter(DSC)，weconductedresearchontheimpactfactorsoftheelectricfield—inducedphasetransitionrefrigerationIt

8、isfoundthattheintensityoftheexter