性久久久久久久久久久久,精选一区二区三区四区五区,亚洲成人a级网

新聞直報員供求信息會員

流行近百年的制冷技術，或將被鈦酸鍶材料突破！極限制冷效率可提高近百倍 i

文章來源：賢集網更新時間：2024-05-17 16:21:34

材料力學的應變工程被業界稱為“點石成金”術，其重要手段之一就是通過脈沖激光沉積技術，在某種襯底上外延生長另外一種薄膜材料，從而實現由晶胞結構失配帶來的外延應變。

國防科技大學研究團隊與國內外多所高校和研究機構合作，受“點石成金”術啟發，首次在先兆型鐵電體鈦酸鍶氧化物薄膜中實現了應變增強的電卡效應，使體相鈦酸鍶材料電卡制冷效率提高10倍以上，在居里溫度（243K）附近制冷效率甚至可提高近百倍。

鈦酸鍶材料是一種被稱為“先兆型鐵電體”或“量子順電體”的材料，只在接近絕對零度（-273℃）時才展現出鐵電性或電卡制冷效應。那么，如何讓鈦酸鍶發揮更強的電卡效應？

1、大幅提高制冷效率

天然材料中的電卡效應比較弱，最佳工作溫度也偏低或偏窄。解決這些問題一方面需要繼續尋找或者合成新材料，另一方面需要在無機材料中通過經典的摻雜或離子代換等工藝提高電卡效應或其工作溫度。“但這樣往往會因摻雜引發的缺陷導致漏電乃至器件擊穿損壞，對產業應用不利。”張森說。

“鈦酸鍶材料‘底子好’，如何培養它產出新材料，是團隊一直在思考的問題。”張森表示，材料力學界的“點石成金”術在超導、磁性以及鐵電特性的調控方面都有應用，團隊受此啟發將其用在電卡增強上并取得成功。

據介紹，這項研究前后持續了7年多，僅論文就修改了30余稿，難度主要集中在高質量薄膜制備、結構的精細表征、各種電學效應精確測試、朗道理論的全面和深入分析。

研究團隊反復驗證推敲，最終通過脈沖激光沉積技術在鈧酸鏑單晶襯底上外延生長出高質量鈦酸鍶薄膜，使鈦酸鍶固有的電卡效應在172K至300K溫度區間提高10倍以上，在243K附近達到上百倍的增強效應。這意味著原來的體相鈦酸鍶材料電卡制冷效率被提高了10倍以上，離實際應用更近一步。

“我們提出的應變增強方案是一種新思路，可較好地避免漏電、器件擊穿損壞等問題，但這也對薄膜生長工藝提出了更高的要求。”張森表示，研究提出的通過外延應變增強鈣鈦礦氧化物薄膜電卡效應方案，為拓展電卡材料研究體系提供了新思路，也為未來高效節能、環保便捷的新型制冷技術提供了重要參考。

據介紹，該論文投稿過程中，3位審稿專家都給予了肯定，認為在鈦酸鍶材料中進行系統表征并實現電卡及其增強效應“實屬罕見”，該研究代表了電卡領域的革新成果和重要進展。

2、研究“固體物理中的果蠅”

團隊的研究成果離應用還有多遠？張森說，目前電卡效應在國際上已有部分應用，目標也很明確，就是打造低碳、環保的新型制冷技術。“我們的這項研究成果雖然增強效應強，但鈦酸鍶本身的效應太弱，最終增強后的電卡效應也不是很高，離實際應用可能還有比較長的距離。樂觀估計，或許未來5至10年其有望在紅外制冷、芯片原位熱管理等領域得到初步應用。”

諾貝爾物理學獎獲得者K. Alex Muller稱鈦酸鍶是“固體物理中的果蠅”，很多重要的固體物理現象都是從該材料上發現的，甚至其中還有一些至今尚未被完全理解的現象。

“目前來看，本研究的價值更多體現在給物理以及材料科學帶來的啟示意義上。我們的研究以鈦酸鍶為范本，從物理上證明了外延應變是增強現有材料電卡效應的有效方案，可啟發更多相關研究工作，從而促進無機電卡效應研究的發展與進步。”張森表示。

3、10大新型制冷技術

隨著氣候變化和環保意識的提高，傳統的制冷技術面臨許多挑戰。因此，近年來涌現出了許多新型制冷技術，以提高效率、降低能耗和環境影響為目標。以下是10種最具前景的新型制冷技術：

磁制冷技術

利用磁場改變材料溫度的特性，實現無需壓縮機和制冷劑即可實現制冷。

聲波制冷技術

通過聲波產生壓縮和膨脹循環，實現制冷效果。

圣戈班效應制冷技術

利用材料在磁場作用下出現的溫度差異，實現制冷效果。

濕度控制制冷技術

通過調節濕度來控制空氣中的水分含量，從而實現制冷效果。

電吸收制冷技術

利用電場使制冷劑發生相變，實現制冷效果。

導熱材料制冷技術

利用導熱材料將熱量從低溫區域傳導到高溫區域，實現制冷效果。

熱電制冷技術

利用材料在溫差作用下產生的電壓和電流變化來實現制冷效果。

基于碳納米管的制冷技術

利用碳納米管的特殊結構和性質，實現制冷效果。

微通道制冷技術

通過微通道內的流體循環實現制冷效果。

熱泵制冷技術

利用熱泵原理將低溫區域的熱量轉移到高溫區域，實現制冷效果。

這些新型制冷技術在不同程度上都具有高效、低能耗、環保等優勢，將在未來的清涼世界中扮演重要角色。

原文鏈接：https://www.xianjichina.com/special/detail_548098.html
來源：賢集網
著作權歸作者所有。商業轉載請聯系作者獲得授權，非商業轉載請注明出處。

久久精品免费观看_欧美日韩精品电影_91看片一区_日日夜夜天天综合