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(lái)，環(huán)境、能源問(wèn)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(huì)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(duì)制冷技術(shù)的需求迅速增加，且新技術(shù)的發(fā)展對(duì)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(lái)。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(lái)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(shì)在于獲得大溫變的大電場(chǎng)比大磁場(chǎng)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(duì)較高；利用鐵電材料制備的制冷機(jī)無(wú)需外加壓縮機(jī)、極利于小型化，能夠滿足新形勢(shì)下多數(shù)的致冷要求，因此發(fā)展鐵電致冷具有積極意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)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：

(pb1-3x/2lax)(zr0.95ti0.05)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(chǎng)為55kv/cm的場(chǎng)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。

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：(pb1-3x/2lax)(zr0.95ti0.05)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)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1制備的反鐵電陶瓷材料的介電溫譜圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例1制備的反鐵電陶瓷材料的dsc曲線圖與電滯回線圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例1制備的反鐵電陶瓷材料的不同溫度下的極化強(qiáng)度圖與不同溫度下的熱釋電系數(shù)圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例1制備的反鐵電陶瓷材料的巨負(fù)電卡效應(yīng)δs圖與巨負(fù)電卡效應(yīng)δt圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

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：

(pb1-3x/2lax)(zr0.95ti0.05)o3；

所述x為0.02～0.1，優(yōu)選為0.02～0.08，更優(yōu)選0.02、0.04、0.06、0.08或0.1。

所述反鐵電陶瓷材料具有巨負(fù)電卡效應(yīng)，其在電場(chǎng)為55kv/cm的場(chǎng)強(qiáng)下負(fù)電卡效應(yīng)為-0.26k～-3.25k。

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)。

本發(fā)明還提供了一種上述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。

將鉛源、鈦源、鋯源與鑭源混合進(jìn)行球磨；其中，所述鉛源為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的鉛源即可，并無(wú)特殊的限制，本發(fā)明優(yōu)選為鉛的氧化物，更優(yōu)選為四氧化三鉛氧化鉛、二氧化鉛與三氧化二鉛中的一種或多種；所述鈦源為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的鈦源即可，并無(wú)特殊的限制，本發(fā)明中優(yōu)選為二氧化鈦；所述鋯源為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的鋯源即可，并無(wú)特殊的限制，本發(fā)明中優(yōu)選為二氧化鋯；所述鑭源為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的鑭源即可，并無(wú)特殊的限制，本發(fā)明中優(yōu)選為三氧化二鑭；所述鉛源、鈦源、鋯源與鑭源按照上述組成的化學(xué)計(jì)量要求混合，優(yōu)選鉛源過(guò)量2％～10％，更優(yōu)選鉛源過(guò)量3％～8％，再優(yōu)選鉛源過(guò)量4％～6％，最優(yōu)選鉛源過(guò)量5％；所述球磨為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的球磨方法即可，并無(wú)特殊的限制，本發(fā)明中優(yōu)選濕法球磨；所述球磨的分散劑優(yōu)選為醇溶劑，更優(yōu)選為乙醇，再優(yōu)選為無(wú)水乙醇；所述球磨的時(shí)間優(yōu)選為20～30h，更優(yōu)選為22～28h，再優(yōu)選為24～26h。

球磨后，優(yōu)選先進(jìn)行干燥后，再煅燒，得到第一中間體；所述煅燒優(yōu)選在氧化鋁坩堝中進(jìn)行；所述煅燒的溫度優(yōu)選為700℃～900℃，更優(yōu)選為800℃～900℃，再優(yōu)選為850℃；所述煅燒的時(shí)間優(yōu)選為3～8h，更優(yōu)選為4～7h，再優(yōu)選為5～6h。

將所述第一中間體進(jìn)行二次球磨；所述二次球磨的方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方法即可，并無(wú)特殊的限制，本發(fā)明中優(yōu)選為濕法球磨；所述二次球磨的分散劑優(yōu)選為醇溶劑，更優(yōu)選為乙醇，再優(yōu)選為無(wú)水乙醇；所述二次球磨的時(shí)間優(yōu)選為20～30h，更優(yōu)選為22～28h，再優(yōu)選為24～26h。

球磨后，優(yōu)選干燥后，再成型；所述成型的方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方法即可，并無(wú)特殊的限制，本發(fā)明中優(yōu)選將干燥后的原料與粘結(jié)劑混合，壓制成型；所述粘結(jié)劑為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的粘結(jié)劑即可，并無(wú)特殊的限制，本發(fā)明中優(yōu)選為聚乙烯醇pva或聚乙烯丙醇pvb；所述粘結(jié)劑的質(zhì)量?jī)?yōu)選為干燥后的原料質(zhì)量的2％～10％，更優(yōu)選為3％～8％，再優(yōu)選為5％～7％，最優(yōu)選為5％；所述干燥后的原料與粘結(jié)劑優(yōu)選研磨混合；所述壓制成型優(yōu)選采用液壓機(jī)進(jìn)行。壓制成型后，優(yōu)選還進(jìn)行等靜壓處理；所述等靜壓處理優(yōu)選采用冷等靜壓機(jī)進(jìn)行；所述等靜壓處理優(yōu)選在真空條件下進(jìn)行。

成型后，依次進(jìn)行排膠處理與高溫?zé)Y(jié)；所述排膠處理的升溫速率優(yōu)選為1～5℃/min，更優(yōu)選為2～4℃/min，再優(yōu)選為2～3℃/min；所述排膠處理的溫度優(yōu)選為550℃～700℃，更優(yōu)選為600℃～700℃，再優(yōu)選為600℃～650℃；排膠處理后繼續(xù)升溫進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)，得到反鐵電陶瓷材料；所述高溫?zé)Y(jié)的升溫速率優(yōu)選為1～5℃/min，更優(yōu)選為2～4℃/min，再優(yōu)選為2～3℃/min；所述高溫?zé)Y(jié)的溫度優(yōu)選為1000℃～1500℃，更優(yōu)選為1100℃～1400℃，再優(yōu)選為1200℃～1300℃，最優(yōu)選為1250℃；所述高溫?zé)Y(jié)的時(shí)間優(yōu)選為3～8h，更優(yōu)選為4～7h，再優(yōu)選為5～6h。

本發(fā)明采用高溫固相法制備反鐵電陶瓷材料，制備方法簡(jiǎn)單。

本發(fā)明還對(duì)上述得到的反鐵電陶瓷材料的性能進(jìn)行測(cè)試，將上述得到的反鐵電陶瓷材料打磨成0.6～0.8mm的陶瓷片，打磨拋光后鍍上銀電極，在600℃下燒成電極，即可得到陶瓷樣品，進(jìn)行介電常數(shù)和損耗隨溫度變化的測(cè)試；然后再使用鐵電儀在場(chǎng)強(qiáng)(30～55kv/cm)下每10℃進(jìn)行測(cè)試，溫度從室溫升到200℃，將所得的飽和極化值擬合運(yùn)算即可得到制冷的間接測(cè)試結(jié)果，上述得到的反鐵電陶瓷材料在電場(chǎng)為55kv/cm的場(chǎng)強(qiáng)下負(fù)電卡效應(yīng)為-0.26k～-3.25k。

本發(fā)明還提供了上述得到的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，包括上述得到的反鐵電陶瓷材料。

為了進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的一種具有巨負(fù)電卡效應(yīng)的反鐵電陶瓷材料、其制備方法與用途進(jìn)行詳細(xì)描述。

以下實(shí)施例中所用的試劑均為市售。

實(shí)施例1

陶瓷a化學(xué)組成為：(pb0.97la0.02)(zr0.95ti0.05)o3(plzt2/95/5)陶瓷的制備方法。所述陶瓷的制備采用高溫固相反應(yīng)法制備plzt2/95/5反鐵電陶瓷，具體包括以下步驟：

1.1用高純度成分的氧化物按組分化學(xué)式(pb0.97la0.02)(zr0.95ti0.05)o3的化學(xué)計(jì)量要求混合，均以99％的pb3o4，tio2，zro2和la2o3為原料，同時(shí)pb3o4過(guò)量5％(重量)。

1.2將稱好的原料置入球磨罐，加80～100ml無(wú)水乙醇作分散劑球磨24h，將球磨后漿料進(jìn)行干燥，然后利用氧化鋁坩堝在850℃下煅燒5h，得到第一中間體。

1.3加80～100ml無(wú)水乙醇作分散劑與第一中間體混合進(jìn)行二次球磨,球磨24h，球磨后漿料進(jìn)行干燥。

1.4用5重量％pva作為粘結(jié)劑，1g細(xì)粉末與15滴pva徹底混合，在瑪瑙缽里研磨，用液壓機(jī)壓成直徑大小是12mm和厚度為1～2mm的圓柱形粒料。

1.5把樣品放真空袋里抽真空密封，然后用ldj100/320-300型冷等靜壓機(jī)進(jìn)行等靜壓。

1.6隨后在馬弗爐以2℃/min的升溫速率升溫，在有蓋的氧化鋁坩堝中650℃下樣品排膠，在1250℃下燒結(jié)5h，得到反鐵電陶瓷材料。

樣品測(cè)試：將實(shí)施例1中得到的反鐵電陶瓷材料打磨成0.6～0.8mm的陶瓷片，打磨拋光后鍍上銀電極，在600℃下燒成電極，即可得到陶瓷樣品，進(jìn)行介電常數(shù)和損耗隨溫度變化的測(cè)試；然后再使用鐵電儀在場(chǎng)強(qiáng)(30～55kv/cm)下每10℃進(jìn)行測(cè)試，溫度從室溫升到200℃，將所得的飽和極化值擬合運(yùn)算即可得到制冷的間接測(cè)試結(jié)果，在電場(chǎng)為55kv/cm的場(chǎng)強(qiáng)下其負(fù)電卡效應(yīng)為-3.25k。

得到其介電溫譜圖如圖1所示，測(cè)量介電常數(shù)與介電損耗的函數(shù)關(guān)系是研究反鐵電材料的介電性和結(jié)構(gòu)的重要內(nèi)容和手段，可觀察到存在兩個(gè)不同的相變，其中第一峰表示反鐵電相到鐵電相轉(zhuǎn)變(to)，第二個(gè)峰代表鐵電相到順電相的轉(zhuǎn)變(tc)。

得到其dsc曲線如圖2(a)所示，得到其電滯回線圖如圖2(b)所示；從(a)dsc分析結(jié)果表明plzt2/95/5陶瓷中探測(cè)到與相變相關(guān)的潛熱,說(shuō)明其內(nèi)部存在宏觀相變的區(qū)域。dsc曲線圖可觀察出兩個(gè)異常的峰，與介電穩(wěn)譜圖表示一致,可觀察到存在兩個(gè)不同的相變，其中第一峰表示反鐵電相到鐵電相轉(zhuǎn)變(to)，第二個(gè)峰代表鐵電相到順電相的轉(zhuǎn)變(tc)；從圖(b)中亦可以看出隨著溫度的變化出現(xiàn)典型的反鐵電型電滯回線。

得到其不同溫度下的極化強(qiáng)度圖如圖3中(a)所示與不同溫度下的熱釋電系數(shù)圖如圖3中(b)所示；從圖(a)可以看出，對(duì)陶瓷樣品而言,在相同電場(chǎng)作用下，極化強(qiáng)度隨溫度的升高而逐漸升高；在相同溫度下，陶瓷試樣的極化強(qiáng)度隨外加電場(chǎng)的增加而增大，這是因?yàn)槭┘油怆妶?chǎng)能使材料內(nèi)的電偶極子的自發(fā)極化方向趨向于電場(chǎng)方向，電場(chǎng)越高，極化強(qiáng)度也越高；由電滯回線求出不同溫度下晶體的極化強(qiáng)度p，再由p對(duì)t的曲線求斜率，便得到熱釋電系數(shù)圖(b)，極化強(qiáng)度突變?cè)酱?，即電卡系?shù)越大，則陶瓷的電卡效應(yīng)越大。

得到其巨負(fù)電卡效應(yīng)δs圖如圖4中(a)所示和巨負(fù)電卡效應(yīng)δt圖如圖4中(b)所示；在介電材料中，由于外電場(chǎng)的作用導(dǎo)致偶極子的極化狀態(tài)發(fā)生改變,從而產(chǎn)生等溫熵變?chǔ)膕或自身的溫度表的變化δt,這種現(xiàn)象稱為電卡效應(yīng)；電卡效應(yīng)(ece)一般用比較直觀的等溫熵變?chǔ)膕和可逆的絕熱溫度δt來(lái)表征，用間接法測(cè)量電卡效應(yīng)，是通過(guò)以下公式進(jìn)行計(jì)算:

從圖4中可以看出，plzt2/95/5陶瓷展現(xiàn)了良好的負(fù)電卡效應(yīng)。從圖4中看出,等溫熵變(δs)和絕熱溫變(δt)隨溫度的變化呈現(xiàn)出相似的變化趨勢(shì)。|δs|和|δt|值隨溫度和δe的變化而變化；在相同溫度下,|δs|和|δt|值隨δe的增大而增大；隨著溫度的升高,|δs|和|δt|先增大再減小，再增大到最大值,隨后逐漸減小,在居里溫度tc附近達(dá)到最大值。從圖(a)中看出,在電場(chǎng)為55kv/cm下，δs在428k和498k達(dá)到最小值，對(duì)應(yīng)圖中的a和b分別為-0.32jkg^-1k^-1和-1.56jkg^-1k^-1；從圖(b)中看出,對(duì)應(yīng)的δt在428k和498k達(dá)到最小值，圖中的a'和b'分別為-0.66k和-3.25k；其最大電卡值δt為-3.25k,其對(duì)應(yīng)反鐵電陶瓷場(chǎng)致afe-fe和fe-pe相變過(guò)程中產(chǎn)生的電卡效應(yīng)致冷行為。隨著電場(chǎng)的增加,偶極子的溫變與相對(duì)應(yīng)的熵變將逐浙增加,直至飽和。當(dāng)偶極子完全轉(zhuǎn)至外加電場(chǎng)的方向時(shí),偶極子對(duì)應(yīng)的熵變和溫變至飽和。到目前為止，關(guān)于正電卡效應(yīng)的報(bào)道還是比較多的，而負(fù)電卡效應(yīng)報(bào)道的卻很少，在反鐵電材料plzt2/95/5陶瓷中被發(fā)現(xiàn)。提高塊體材料的電卡效應(yīng),才能滿足大中型制冷設(shè)備的需求。

實(shí)施例2

陶瓷b化學(xué)組成為：(pb0.94la0.04)(zr0.95ti0.05)o3(plzt4/95/5)陶瓷的制備方法所述陶瓷的制備采用高溫固相反應(yīng)法制備plzt4/95/5反鐵電陶瓷，具體包括以下步驟：

2.1用高純度成分的氧化物按組分化學(xué)式(pb0.94la0.04)(zr0.95ti0.05)o3的化學(xué)計(jì)量要求混合，均以99％的pb3o4，tio2，zro2和la2o3為原料，同時(shí)pb3o4過(guò)量5％(重量)。

2.2將稱好的原料置入球磨罐，加80～100ml無(wú)水乙醇作分散劑球磨24h，將球磨后漿料進(jìn)行干燥，然后利用氧化鋁坩堝在850℃下煅燒5h，得到第一中間體。

2.3加80～100ml無(wú)水乙醇作分散劑與第一中間體進(jìn)行二次球磨,球磨24h和將球磨后漿料進(jìn)行干燥。

2.4用5重量％pva作為粘結(jié)劑,1g細(xì)粉末與15滴pva徹底混合，在瑪瑙缽里研磨，用液壓機(jī)壓成直徑大小是12mm和厚度為1～2mm的圓柱形粒料。

2.5把樣品放真空袋里抽真空密封，然后用ldj100/320-300型冷等靜壓機(jī)進(jìn)行等靜壓。

6)隨后在馬弗爐以2℃/min的升溫速率升溫，在有蓋的氧化鋁坩堝中650℃下樣品排膠，在1250℃下燒結(jié)5h，得到反鐵電陶瓷材料。

樣品測(cè)試：將得到的反鐵電陶瓷材料打磨成0.6～0.8mm的陶瓷片，樣品打磨拋光后鍍上銀電極，在600℃下燒成電極，即可得到陶瓷樣品，進(jìn)行介電常數(shù)和損耗隨溫度變化的測(cè)試。然后再使用鐵電儀在場(chǎng)強(qiáng)(30～55kv/cm)下每10℃進(jìn)行測(cè)試，溫度從室溫升到200℃，將所得的飽和極化值擬合運(yùn)算即可得到制冷的間接測(cè)試結(jié)果，在電場(chǎng)為55kv/cm的場(chǎng)強(qiáng)下其負(fù)電卡效應(yīng)為-0.64k。

實(shí)施例3

陶瓷c化學(xué)組成為：(pb0.91la0.06)(zr0.95ti0.05)o3(plzt6/95/5)陶瓷的制備方法所述陶瓷的制備采用高溫固相反應(yīng)法制備plzt6/95/5反鐵電陶瓷，具體包括以下步驟：

3.1用高純度成分的氧化物按組分化學(xué)式(pb0.91la0.06)(zr0.95ti0.05)o3(的化學(xué)計(jì)量要求混合，均以99％的pb3o4，tio2，zro2和la2o3為原料，同時(shí)pb3o4過(guò)量5％(重量)。

3.2將稱好的原料置入球磨罐，加80～100ml無(wú)水乙醇作分散劑球磨24h，將球磨后漿料進(jìn)行干燥，然后利用氧化鋁坩堝在850℃下煅燒5h，得到第一中間體。

3.3加80～100ml無(wú)水乙醇作分散劑與第一中間體進(jìn)行二次球磨,球磨24h和將球磨后漿料進(jìn)行干燥。

3.4用5重量％pva作為粘結(jié)劑，1g細(xì)粉末與15滴pva徹底混合，在瑪瑙缽里研磨，用液壓機(jī)壓成直徑大小是12mm和厚度為1～2mm的圓柱形粒料。

3.5把樣品放真空袋里抽真空密封，然后用ldj100/320-300型冷等靜壓機(jī)進(jìn)行等靜壓。

3.6隨后在馬弗爐以2℃/min的升溫速率升溫，在有蓋的氧化鋁坩堝中650℃下樣品排膠，在1250℃下燒結(jié)5h，得到反鐵電陶瓷材料。

樣品測(cè)試：將得到的反鐵電陶瓷材料打磨成0.6～0.8mm的陶瓷片，樣品打磨拋光后鍍上銀電極，在600℃下燒成電極，即可得到陶瓷樣品。進(jìn)行介電常數(shù)和損耗隨溫度變化的測(cè)試。然后再使用鐵電儀在場(chǎng)強(qiáng)(30～55kv/cm)下每10℃進(jìn)行測(cè)試，溫度從室溫升到200℃，將所得的飽和極化值擬合運(yùn)算即可得到制冷的間接測(cè)試結(jié)果，在電場(chǎng)為55kv/cm的場(chǎng)強(qiáng)下其負(fù)電卡效應(yīng)為-0.27k。

實(shí)施例4

陶瓷d化學(xué)組成為：(pb0.88la0.08)(zr0.95ti0.05)o3(plzt8/95/5)陶瓷的制備方法所述陶瓷的制備采用高溫固相反應(yīng)法制備plzt8/95/5反鐵電陶瓷，具體包括以下步驟：

4.1用高純度成分的氧化物按組分化學(xué)式(pb0.88la0.08)(zr0.95ti0.05)o3(的化學(xué)計(jì)量要求混合，均以99％的pb3o4，tio2，zro2和la2o3為原料，同時(shí)pb3o4過(guò)量5％(重量)。

4.2將稱好的原料置入球磨罐，加80～100ml無(wú)水乙醇作分散劑球磨24h，將球磨后漿料進(jìn)行干燥，然后利用氧化鋁坩堝在850℃下煅燒5h，得到第一中間體。

4.3加80～100ml無(wú)水乙醇作分散劑與第一中間體進(jìn)行二次球磨,球磨24h和將球磨后漿料進(jìn)行干燥。

4.4用5重量％pva作為粘結(jié)劑,1g細(xì)粉末與15滴pva徹底混合，在瑪瑙缽里研磨，用液壓機(jī)壓成直徑大小是12mm和厚度為1～2mm的圓柱形粒料。

4.5把樣品放真空袋里抽真空密封，然后用ldj100/320-300型冷等靜壓機(jī)進(jìn)行等靜壓。

4.6隨后在馬弗爐以2℃/min的升溫速率升溫，在有蓋的氧化鋁坩堝中650℃下樣品排膠，在1250℃下燒結(jié)5h，得到反鐵電陶瓷材料。

樣品測(cè)試：將得到的反鐵電陶瓷材料打磨成0.6～0.8mm的陶瓷片，樣品打磨拋光后鍍上銀電極，在600℃下燒成電極，即可得到陶瓷樣品。進(jìn)行介電常數(shù)和損耗隨溫度變化的測(cè)試。然后再使用鐵電儀在場(chǎng)強(qiáng)(30～55kv/cm)下每10℃進(jìn)行測(cè)試，溫度從室溫升到200℃，將所得的飽和極化值擬合運(yùn)算即可得到制冷的間接測(cè)試結(jié)果，在電場(chǎng)為55kv/cm的場(chǎng)強(qiáng)下其負(fù)電卡效應(yīng)為-0.26k。

本發(fā)明提供的反鐵電陶瓷展現(xiàn)了plzt2/95/5反鐵電陶瓷的良好的巨負(fù)電卡效應(yīng)，由于其獨(dú)特的電卡效應(yīng)制冷的特性，該plzt2/95/5反鐵電陶瓷有著不可低估的負(fù)電卡效應(yīng)用制冷器件應(yīng)用前景。