多相变铁电陶瓷

宽温域巨电热

该陶瓷通过工程化多相相变，在低电场下实现宽温度范围的巨电热效应，同时具有超弱电致伸缩和近乎零应变的特性，有利于器件长期稳定运行。

Huang, Yunyao · Zhang, Leiyang · Pingji, Ge · Tang, Mingyang · Jing, Ruiyi · 杨银堂 · 刘岗 · Shur, V. Y. · 鲁圣国 · 柯小琴 · 靳立

ACS Applied Materials & Interfaces 2024

具体参数

电热温变 ΔT

{'zh': '3.48', 'en': '3.48'} K

电热强度 ΔT/ΔE

{'zh': '0.095', 'en': '0.095'} K cm kV-1

电热温度跨度

{'zh': '38', 'en': '38'} °C

电致应变

{'zh': '0.008', 'en': '0.008'} %

平均电致伸缩系数 Q33

{'zh': '0.007', 'en': '0.007'} m4 C-2

技术优势

低电场可用

在50 kV/cm的中等电场下即可实现3.48 K的巨电热效应，避免了高电压操作的安全风险和能耗。

温域够宽

电热效应在38 °C的温度范围内保持有效，使得器件在不同环境温度下都能稳定工作，无需精确控温。

应变极小

电致应变低于0.008%，平均电致伸缩系数仅为0.007 m4 C-2，可减少反复电场循环下的机械疲劳，延长器件寿命。

应用场景

• 固态制冷器件：在50 kV/cm低场下产生3.48 K温变，可直接替代现有高场电热材料用于紧凑型固态制冷机。
• 柔性制冷器件：电致应变低于0.008%，可作为柔性制冷器件中的低应变制冷层，减少基体剥离风险。
• 电热储能：在38 °C宽温域内保持高电热强度，可用于变温环境下的电热能量转换与存储。
• 热管理组件：低电场驱动巨温变，可嵌入热管理组件对热点进行高效主动冷却。