具有大的热释电效应和电卡效应一直是铁电材料在热释电红外探测器和致冷器应用上所追寻的目标。反铁电体由于结构上相邻子晶格自发极化方向的反向平行排列,可在电场诱导下发生反铁电与铁电的相互转变,呈现较高的极化强度和介电常数的非线性变化。本项目采用固相反应法制备了PZST反铁电陶瓷,研究了FE-AFE相界附近组份变化对场诱相变所导致的极化强度、介电常数、相变临界参数等的影响;通过A位离子调控,将反铁电体的居里温度从高温调整到室温附近。通过电场的诱导,在PZST反铁电体中获得了本征和介电辐射热计两种热释电响应。本征热释电峰值系数达到300×10-8℃/cm2K数量级,呈现较宽的移动范围。反铁电体的介电常数在居里温度附近呈现出较高的电场可调性能,而介电辐射热计热释电响应依赖于介电常数偏置电场下的变化率,随着偏置电场的增大而增大,具有可调性。通过对铁电体、反铁电体电卡效应的直接测试,获得了与电滞回线(P-E)相对应的电卡回线(T-E),温度的变化与极化强度相对应,有非线性和线性变化区域。研究发现电卡效应的大小与材料组份和居里温度,以及诱导电场的大小和激励模式、测试温度等密切相关。首次观察到逆电卡效应。
英文主题词antiferroelectricity; field-induced phase transition; pyroelectric effect; electrocaloric effect; electric field induced