【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及的是一种全固态制冷材料领域的技术，具体是一种提高钛酸钡基铁电钙钛矿电卡材料电卡效应的方法。
技术介绍
1、电卡效应是新型制冷设备开发的一个重要发展方向，掺杂是改进电卡材料性能的有效手段。但现有的掺杂技术由于其掺杂数量较少或者掺杂种类单一，对整体材料结构没有大的改变。电卡效应究其本质是极化结构在电场作用下在有序和无序之间转变所带来的热效应。因此此多元素共掺的方法能够显著提高电卡效应。
技术实现思路
1、本专利技术针对现有技术高电场下无法实现超大电卡强度的无机铁电材料以及现有无机电卡材料难以兼顾大电卡效应和宽工作温度区间的不足，提出一种提高铁电钙钛矿材料电卡效应的方法，以钛酸钡陶瓷作为基体，通过固相法合成中引入锆、铪、锡、锶、钙等元素前驱体，在a、b位同时多元素掺杂取代batio3材料，共混后高温烧结得到成品。该方法制备条件简单，工艺成熟，成本低，可靠性高。在电场诱导下，产生巨大熵变和电卡效应。
2、本专利技术是通过以下技术方案实现的：
3、本专利技术涉及一种提高钛酸钡基铁电钙钛矿电卡材料电卡效应的方法，通过称取ba源、sr源、ca源、hf源、sn源、zr源、ti源并按化学计量比混合均匀，经预烧结得到(baxsrycaza1-x-y-z)(hfasnbzrctidb1-a-b-c-d)o3粉体；经细磨并与粘结剂混合后进行造粒，再经成型、陈化、排塑处理得到陶瓷素坯；最后通过烧结，得到高电卡性能的钛酸钡基铁电钙钛矿电卡材料，其中：0.6≤x＜1、0＜y
4、所述的化学计量比是指：各元素所占(baxsrycaza1-x-y-z)(hfasnbzrctidb1-a-b-c-d)o3材料的化学成分比例。
5、所述的ba源、sr源、ca源、hf源、sn源、zr源、ti源为含该元素的氧化物或高温下可分解为所需氧化物的盐和氢氧化物，例如bao、sro、cao或ba(oh)2、sr(oh)2、ca(oh)2等；优选为baco3、srco3、caco3、hfo2、sno2、zro2、tio2。
6、所述的预烧结是指：在氧气、空气或者氮气气氛中，以2～5℃min-1的升温速度升至1100～1400℃，保温1～6小时，优选为保温2-4小时，随炉冷却。
7、所述的粘结剂为聚乙烯醇、聚乙二醇、聚苯乙烯、甲基纤维素或其组合，其用量为陶瓷粉体质量的5～10wt％。
8、所述的陈化是指：在室温条件下陈化22～48小时，优选为22-26小时。
9、所述的排塑是指：在氧气或空气气氛中，以不高于2℃min-1的升温速率升至600～800℃，保温1～3小时，排塑温度优选为650～750℃。
10、所述的烧结是指：在氧气、空气或者氮气气氛中，以2～5℃min-1的升温速率升至1300～1500℃，优选为1300-1400℃，保温1～6小时，烧结完成后随炉冷却至室温。
11、本专利技术涉及上述方法制备得到的钛酸钡基铁电钙钛矿电卡材料，具体为(ba0.8sr0.199ca0.001)(hf0.025sn0.025zr0.025ti0.925)o3、(ba0.8sr0.2)(hf0.02sn0.02zr0.02ti0.94)o3、
12、(ba0.8sr0.199ca0.001)(hf0.03sn0.03zr0.03ti0.91)o3或(ba0.905sr0.09ca0.005)(hf0.0307sn0.0307zr0.0307ti0.9079)o3。
13、本专利技术涉及一种基于上述钛酸钡基铁电钙钛矿电卡材料的应用，将其用于制备固态制冷元件的电极层。
14、所述的应用，具体为：在钛酸钡基铁电钙钛矿电卡材料的表面进行磁控溅射镀金，以0.2～0.3na电流在真空中沉积30～180s后得到金电极层。
15、技术效果
16、本专利技术将无机铁电陶瓷中的铁电畴细化，增多了可引发电卡效应的基底熵，优化了电卡强度，相比现有技术，本专利技术显著提高电卡强度的同时，将无机铁电陶瓷中的铁电畴细化，显著增加了畴壁密度，提高了材料的极化自由度，增多了可引发电卡效应的基底熵，优化了电卡强度，特别是在高电场作用下。电卡效应温度稳定性提高。多元素共掺杂使得弥散在材料中的各种性质的电偶极矩都同时存在，这拓宽了此种材料的执行温度区间，使其在近室温的较宽的温度区间内都有大的电卡效应。使用本专利技术电卡制冷材料可简化电卡制冷设备的设计，提高电卡制冷器的制冷能力。
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1.一种提高钛酸钡基铁电钙钛矿电卡材料电卡效应的方法，其特征在于，通过称取Ba源、Sr源、Ca源、Hf源、Sn源、Zr源、Ti源并按化学计量比混合均匀，经预烧结得到(BaxSryCazA1-x-y-z)(HfaSnbZrcTidB1-a-b-c-d)O3粉体；经细磨并与粘结剂混合后进行造粒，再经成型、陈化、排塑处理得到陶瓷素坯；最后通过烧结，得到高电卡性能的钛酸钡基铁电钙钛矿电卡材料，其中：0.6≤x＜1、0＜y≤0.4、0＜z≤0.4、0＜a≤0.3、0＜b≤0.3、0＜c≤0.3、0.7≤d＜1。
2.根据权利要求1所述的提高钛酸钡基铁电钙钛矿电卡材料电卡效应的方法，其特征是，所述的Ba源、Sr源、Ca源、Hf源、Sn源、Zr源、Ti源为BaO、SrO、CaO或Ba(OH)2、Sr(OH)2、Ca(OH)2。
3.根据权利要求1所述的提高钛酸钡基铁电钙钛矿电卡材料电卡效应的方法，其特征是，所述的预烧结是指：在氧气、空气或者氮气气氛中，以2～5℃min-1的升温速度升至1100～1400℃，保温1～6小时，随炉冷却。
4.根据权利要求1所述的
5.根据权利要求1所述的提高钛酸钡基铁电钙钛矿电卡材料电卡效应的方法，其特征是，所述的陈化是指：在室温条件下陈化22～48小时。
6.根据权利要求1所述的提高钛酸钡基铁电钙钛矿电卡材料电卡效应的方法，其特征是，所述的排塑是指：在氧气或空气气氛中，以不高于2℃min-1的升温速率升至600～800℃，保温1～3小时。
7.根据权利要求1所述的提高钛酸钡基铁电钙钛矿电卡材料电卡效应的方法，其特征是，所述的烧结是指：在氧气、空气或者氮气气氛中，以2～5℃min-1的升温速率升至1300～1500℃，保温1～6小时，烧结完成后随炉冷却至室温。
8.一种根据权利要求1-7中任一所述方法制备得到的钛酸钡基铁电钙钛矿电卡材料，其特征在于，为(Ba0.8Sr0.199Ca0.001)(Hf0.025Sn0.025Zr0.025Ti0.925)O3、(Ba0.8Sr0.2)(Hf0.02Sn0.02Zr0.02Ti0.94)O3、(Ba0.8Sr0.199Ca0.001)(Hf0.03Sn0.03Zr0.03Ti0.91)O3或(Ba0.905Sr0.09Ca0.005)(Hf0.0307Sn0.0307Zr0.0307Ti0.9079)O3。
9.一种基于权利要求1-7中任一所述方法制备得到或权利要求8所述的钛酸钡基铁电钙钛矿电卡材料的应用，其特征在于，将其用于制备固态制冷元件的电极层。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征是，在钛酸钡基铁电钙钛矿电卡材料的表面进行磁控溅射镀金，以0.2～0.3nA电流在真空中沉积30～180s后得到金电极层。
...【技术特征摘要】
1.一种提高钛酸钡基铁电钙钛矿电卡材料电卡效应的方法，其特征在于，通过称取ba源、sr源、ca源、hf源、sn源、zr源、ti源并按化学计量比混合均匀，经预烧结得到(baxsrycaza1-x-y-z)(hfasnbzrctidb1-a-b-c-d)o3粉体；经细磨并与粘结剂混合后进行造粒，再经成型、陈化、排塑处理得到陶瓷素坯；最后通过烧结，得到高电卡性能的钛酸钡基铁电钙钛矿电卡材料，其中：0.6≤x＜1、0＜y≤0.4、0＜z≤0.4、0＜a≤0.3、0＜b≤0.3、0＜c≤0.3、0.7≤d＜1。
2.根据权利要求1所述的提高钛酸钡基铁电钙钛矿电卡材料电卡效应的方法，其特征是，所述的ba源、sr源、ca源、hf源、sn源、zr源、ti源为bao、sro、cao或ba(oh)2、sr(oh)2、ca(oh)2。
3.根据权利要求1所述的提高钛酸钡基铁电钙钛矿电卡材料电卡效应的方法，其特征是，所述的预烧结是指：在氧气、空气或者氮气气氛中，以2～5℃min-1的升温速度升至1100～1400℃，保温1～6小时，随炉冷却。
4.根据权利要求1所述的提高钛酸钡基铁电钙钛矿电卡材料电卡效应的方法，其特征是，所述的粘结剂为聚乙烯醇、聚乙二醇、聚苯乙烯、甲基纤维素或其组合，其用量为陶瓷粉体质量的5～10wt％。
5.根据权利要求1所述的提高钛酸钡基铁电钙钛矿电卡材料电卡效应的方法，其特征是，所述的陈化是指：在室温条件下陈化22～48小...
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