電卡效應的制冷原理

制冷是人們日常生活中*的事情, 從水果、蔬菜、肉類保鮮, 到空調的使用, 再到醫用方面的器官冷藏、核磁共振成像等, 都需要制冷。普通的壓縮機制冷的方法已經差不多到了其極限, 并且其排出的有機氣體, 直接破壞嗅氧層, 引起了溫室效應, 對環境的破壞作用已越來越受到人們的重視。尋找新的制冷方式成為一項刻不容緩的任務。

電卡效應(Electrocaloric Effect)是在極性材料中因外電場的改變從而導*化狀態發生改變而產生的絕熱溫度或等溫熵的變化[1-3]。由于電卡效應直接與極化強度的變化相關, 因而強極性的鐵電材料能產生較大的電卡效應。對極性材料施加電場, 材料中的電偶極子從無序變為有序, 材料的熵減小, 在絕熱條件下, 多余的熵產生溫度的上升。移去電場, 材料中的電偶極子從有序變為無序, 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, 不足的熵導致材料溫度的下降。這就是電卡效應的制冷原理。