Введение
1. Электрокалорический эффект и теплопреобразователи на его основе 14
1.1. Физические основы электрокалорического эффекта в сегнетоэлетриках 14
1.2. Перспективные электрокалорические материалы 16
1.2.1. Сегнетоэлектрики-релаксоры 16
1.2.2. Электрокалорические характеристики твердых растворов магнониобата свинца – титаната свинца 18
1.2.3. Электрокалорические характеристики твердых растворов титаната бария-стронция 26
1.2.4. Электрокалорический эффект в полимерных сегнетоэлектриках 32
1.3. Охлаждающие устройства на основе электрокалорического эффекта
в сегнетоэлектриках 35
2. Методы исследования электрокалорического эффекта 47
2.1. Прямые методы измерения величины электрокалорического эффекта в объемных и слоистых образцах 47
2.1.1. Измерение ЭК эффекта с помощью дифференциальной сканирующей калориметрии 47
2.1.2. Измерение электрокалорического эффекта в объемных и многослойный образцах термопарными и терморезистивными методами 50
2.2. Методы прямого и косвенного измерения величины электрокалорического эффекта в тонких пленках 56
2.3. Метод измерения величины электрокалорического эффекта с помощью СВЧ ферромагнитного резонатора 60
3. Разработка охлаждающего устройства на основе электрокалорического эффекта без использования тепловых ключей 69
3.1. Принцип работы электрокалорического охладителя без использования тепловых ключей 69
3.1.1. Электрокалорический отклик сегнетоэлектрического конденсатора в различных термодинамических условиях 69
3.1.2. Термодинамический цикл электрокалорического охладителя, работающего без использования тепловых ключей 74
3.2. Математическая модель электрокалорического отклика сегнетоэлектрического конденсатора на воздействие периодического электрического поля 77
3.2.1. Вывод уравнения теплопроводности для среды с учетом электрокалорического эффекта 77
3.2.2. Аналитическое решение уравнения теплопроводности для среды с активным электрокалорическим элементом 78
3.4. Численное моделирование твердотельной электрокалорической охлждающей линии с одним и двумя активными элементами 87
3.4.1. Основные подходы к моделированию и оптимизации твердотельной охлаждающей линии 87
3.4.2. Моделирование твердотельной охлаждающей линии на основе многослойных емкостных структур 94
3.5. Экспериментальное подтверждение эффекта охлаждения при подачи периодического сигнала на электрокалорический элемент, находящийся в неравновесных условиях, выполненное сторонними авторами 98
3.6. Радиальный электрокалорический микроохладитель без тепловых ключей и теплового сброса, вычислительная модель и прототип 104
Заключение 108
Список литературы 110
