关于电热效应介绍

[拼音]：dianre xiaoying

[外文]：electrocaloric effect

电介质中出现的热电效应(见热电性)的逆效应。热电体的温度变化时其极化强度会发生变化；另一方面如果在绝热条件下施加外电场来改变热电体的极化强度，则其温度亦会发生变化；后者称为电热效应，类似于顺磁体的绝热去磁（见磁热效应）。绝热去磁是获得1K以下低温的重要方法，利用绝热去极化也可以获得致冷，目前用氯化钾或氧化铷晶体掺杂，可获得由1K附近到mK级致冷。与绝热去磁相比，绝热去极化因为不需要强磁场而只需电场，在技术设备上要简单得多。由热力学知在绝热条件下施加于电介质的外电场改变ΔE时，其温度变化

，

式中P为热电系数矢量，с为电场等于零时单位体积电介质的热容量。在低温下с随T3减小很快，因此借助于绝热去极化获得低温的方法十分有效。常用材料有SrTiO3、玻璃陶瓷及有机热电体如PVF及PVF2等。对于铁电体，当其电滞回线具有较窄的形状，即回线面积较小时能产生较大的电热效应，但这类材料电热效应都很小，例如：SrTiO3玻璃陶瓷，在10K时，ΔE为20kV／cm时，可获得30mK的致冷。

其实极化率与温度有关的所有电介质都存在电热效应。现在初步证明，有可能利用铁电体的电热效应得到功率密度很高的热电换能，例如在60赫的电频率下，功率密度达106兆瓦／米2。

参考书目

1. J.E.Drummond，et αl.，Ferroelectrics，Vol.27， No.1～4， p. 215， 1980.