Projekta numurs: lzp-2020/2-0080
Tips: 2020. gada fundamentālo un lietišķo pētījumu projekti
Projekta ilgums: 2020 - 2021
Projekta vadītājs: Latvijas Universitātes Cietvielu fizikas institūts, Dr.hab.Andris Šternbergs
Kopējais finansējums: 100 389 EUR
Projekta kopsavilkums:
Projekts ir veltīts svinu nesaturošu segnetoelektriķu pētījumiem ar nolūku tos izmantot jaunas paaudzes dzesēšanas iekārtās, izmantojot elektrokalorisko efektu (EKE) un tādā veidā stimulē eko-inovatīvu produktu attīstību un ieviešanu ražošanā. Šāda pielietojuma sekmes ir būtiski atkarīgas no materiāliem ar lielām temperatūras izmaiņas vērtībām (DT), ko rada EKE. Neskatoties uz intensīviem EKE pētījumiem, rezultāti, kas galvenokārt iegūti ar netiešo metodi, ir pretrunīgi, to vērtību mazina vāja izpratne par mehānismiem, kas rada EKE, īpaši augstu lauku diapazonā (ap 100 kV/cm un vairāk). Svarīgi, ka tieši šādos augstos elektriskos laukos ir konstatēti visdaudzsološākie rezultāti attiecībā augstām DT vērtībām masīvos paraugos. Projekta mērķis ir izpētīt ECE pie lieliem elektriskajiem laukiem, fokusējoties uz cietajiem šķīdumiem uz Na0.5Bi0.5TiO3 bāzes morfotropās fāžu robežas rajonā, kā arī gūt dziļāku izpratni par sakaru starp DT un polarizāciju, kas ir svarīgi, lai materiālu meklējumus, kas būtu daudzsološi praktiskiem pielietojumiem, padarītu mērķtiecīgākus.
Projekta rezultāti:
Elektrokaloriskais efekts vairākās cieto šķīdumu sistēmās uz NBT bāzes ir pētīts līdz 100 kV/cm stipros laukos. Lielākās vērtības (1.1 oC jau pie 67 kV/cm) ir sasniegtas cietajā šķīdumā 094NBT-0.06BT, kas atrodas morfotropajā fāžu robežā. Entropijas lēciens 1.veida fāžu pārejā dod ievērojamu ieguldījumu kopējā DT vērtībā. Līdz ar to sastāvos, kuros šo fāžu pāreju nenovēro, DT vērtības ir ievērojami mazākas. Ir parādīts, ka dažādām metodēm noteiktas polarizācijas vērtības ir savstarpēji atšķirīgas. Polarizācijas raksturs segnetoelektriskajā fāzē un relaksoru stāvoklī nav piemērots izmantošanai Maksvela sakarībās. Negatīvais elektrokaloriskais efekts, kas bieži parādās publikācijās par pētījumiem materiālos uz NBT bāzes ar netiešo metodi, apskatītajos cietajos šķīdumos netika konstatēts.