Введение к работе
Актуальность работы. Замедляющийся тьті улучшения характеристик холодилышх установок, я тягсяэ .теологические проблеми, связанные с использованием фреонов,заставляют проводить имтонсивнне исследования в области нетрадиционных способов генерации холода. Одним и:і направлений служит электроколорнческое охлоадэние.
аіінктрокшіоричьские холодилыше агрегаты могут иметь високую зфїйктшзнооть и большой ресурс, но их реализация сдерживается отсутствием материалов с электрокалорическим эффектом ( изменение температур* сегнетоелектрика под воздействием внешнего электрического поля ) более 2.0 К.
В области температур холодильной техники относительно большие значения электрокалоричэского эффекта ( менее 1.5 К) ітблвдагатся у согнетозлектриков вблизи их точек Кюри. Для дальнейшего развития s^oro направления холодильной техники необходимо прогнозирование новых ввсокоаііфзіггивкнх рабочих тел. Одиоко, существующие модельные теории сегнетоэлектричества ко позволят1 определить физические фактора, обуславливающие величину элзктроквлор:г»г»ского зффекта в конкретных веществах. Это связано с тем, что наг ясности э механизме, ьызнвощем сегаэтозлектричвские фазошэ переходы, а, следовательно, проблематичен путь шбора модельного гамильтониана и опрэделения силовых постоянных. С другой стороны, и макроскопическое огшсанкэ злэктрокалоричвского зф|»кто затруднено в связи о кеобходкшстьэ предварительного определенна урагкошія электрического состоЕНИя сегиотозлектршса.
Слогквшаяся ситуацдп прїШ9ла к большому разрыву мевду технической стороной реализации элвктрокалорпческого охлаздешя и обеспечением рабочими , телаш (сэгнстоэлоктрнквми) с большими "значениями злэктрокалоричвского эффэкта. В связи с этим представляется актуальной разработка альтернативных существующим методов расчета' калорических свойств сегяетозлэктриков.
Цель рнботи. Теоретическое исследование влияния потенциального рельефа кристаллической решетки на калорические свойства евгнатоэлектршчов.-Определение физических факторов, обуславливающих тепшоту структурних фазовнх дареходов. Разработки универсальной ?,«5яросиопичоскоа отдели расчета пелаяейюшх диэлектрических и калорических свойств. Прогнозирование новых высокоэффективных рабочих тэл элвктрокалорическнх рфрикэраторов.
Няучняк новизня. І'язрнботянн методика расчета энтропии структурных фазовых переходов но рентгеноструктурным данннл? о фазах. Разработана методика расчета электрокалорического аффекта и нелинейных диэлектрических свойств сегнетоэлектриков по калорическим и диэлектрическим свойствам нря нулевой напряженности электрического шля. Определены особенности калорических свойств твердых растворов в окрестности тройных точек их фазовых диаграмм. Спрогнозированы новые высокоэффективные рабочие теле электрокалорических рефрижераторов.
Достоверность результатов. Достоверность полученных в диссертации результатов подтверждается тем, что они получеїш в рамках приближений, имеющих ясный физический смысл. Выведенные формулы проверены на обширных экспериментальных дашшх других авторов.
Практическая ценность работа состоит в том, что разработанные автором микроскопические методики расчета калорических свойств при структурных фазовых переходах позволили осуществить прогнозирование новых высокоэффективных рабочих тел ' электрокалорических рефрижераторов.
Автор защищает;
Ї. Теплота сегнотозлэктрнческого фазового перехода однозначно определяется изменением диэлектрической проницаемости сегнетоелектрика при температурах ниже точки Кюри впо зависимости от того является ли причиной изменения диэлектрической проницаемости прилоаение внешнего электрического иоля или йзменание тешюратуры сегнетоелектрика.
2.Энтропия фазового перехода при квазигармоническом потенциальном рельефа определяется в классическом случае через логарифм отношения констант нзсткости осцилляторов в различных фазах.
3.Оксида семейства иэровскита неперспективны в качества рабочих тел электрокалоричоских холодильных установок при фазовых переходах типа смещения.
4.ТШІ и энтропия структурная фазових переходов определяется величиной геометрического фактора t. Наибольших значений энтропии фазогїх перехода в Еэровсззшж следуем оаадать в таердаж растворах из основе одрконата свшца.
5,Экстремальные значения теплоты структурных фазовах переходов в твердых растворах вблизи тройных точек фасошх диаграмм обусловлен?.! различием разшров елементарних ячеек фаз.
Апробации работы. Основные результаты работы доложоїш и обсуадоїш на: Международном симпозиуме "Ferroelectric,PJeaoelectric Materials and Their Applications", г.Москви, li'94 г., ТІ Международной конфорокции "Реальная структуре и елойстпн ацентрич/шя кристаллов", Г.Александров, ІУ(.і5 г.
Публикации. Материалы диссертации изложена в шести печатних работах и четырех отчетах но научно-исследовательской работе.
Структура и объем работы. Ди сертация состоит из четырех глав, введения, заключения, списка литератур» из 94 наименований. Работа иллюстрируется М рисунками. Общий объем диссертации составляет 122 страницы.