電卡效應(yīng)的制冷原理

制冷是人們?nèi)粘Ｉ钪?的事情, 從水果、蔬菜、肉類保鮮, 到空調(diào)的使用, 再到醫(yī)用方面的器官冷藏、核磁共振成像等, 都需要制冷。普通的壓縮機(jī)制冷的方法已經(jīng)差不多到了其極限, 并且其排出的有機(jī)氣體, 直接破壞嗅氧層, 引起了溫室效應(yīng), 對(duì)環(huán)境的破壞作用已越來(lái)越受到人們的重視。尋找新的制冷方式成為一項(xiàng)刻不容緩的任務(wù)。

電卡效應(yīng)(Electrocaloric Effect)是在極性材料中因外電場(chǎng)的改變從而導(dǎo)*化狀態(tài)發(fā)生改變而產(chǎn)生的絕熱溫度或等溫熵的變化[1-3]。由于電卡效應(yīng)直接與極化強(qiáng)度的變化相關(guān), 因而強(qiáng)極性的鐵電材料能產(chǎn)生較大的電卡效應(yīng)。對(duì)極性材料施加電場(chǎng), 材料中的電偶極子從無(wú)序變?yōu)橛行? 材料的熵減小, 在絕熱條件下, 多余的熵產(chǎn)生溫度的上升。移去電場(chǎng), 材料中的電偶極子從有序變?yōu)闊o(wú)序, 材料的熵增加, 在等溫條件下, 材料從外界吸收熱量使能量守恒。

或在絕熱條件下, 不足的熵導(dǎo)致材料溫度的下降。這就是電卡效應(yīng)的制冷原理。