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铁电电介质材料,在绝热条件下去极化时产生致冷效应,即电热效应(ECE),利用电热效应研制的铁电致冷器结构简单,体积小巧,便于操作,使用方便,不造成环境污染,锆钛酸铅(PZT)基铁电薄膜在较低的场强下,可以获得巨电热效应,在电子航天军事等方面具有广阔的应用前景。本文针对100℃--200℃的致冷温区,采用溶胶-凝胶法结合快速热处理工艺(RTA)在铂基底上分别制备Pb0.7Sr0.3(Zr0.2Ti0.8)O3、Pb0.75Sr0.25(Zr0.8Ti0.2)O3单一组分薄膜及Pb0.7Sr0.3(Zr0.2Ti0.8)O3/Pb0.75Sr0.25(Zr0.8Ti0.2)O3两种组份复合薄膜(简称PSZT)。X射线衍射(XRD)分析结果表明,450℃预烧,650℃下RTA工艺制备的单一组份Pb0.7Sr0.3(Zr0.2Ti0.8)O3和Pb0.75Sr0.25(Zr0.8Ti0.2)O3薄膜均为单一钙钛矿结构的多晶薄膜,分别采用一步和二步快速热处理工艺对复合薄膜进行热处理,均能得到单一钙钛矿结构的薄膜,二步退火相比于一步退火得到的薄膜衍射峰强度明显增强。SEM分析结果表明,晶粒均匀,薄膜致密,与衬底结合紧密。分别对三种PSZT薄膜铁电介电性能进行测试评价。PSZT薄膜的电滞回线均呈现铁电体特征,铁电性良好。施加相同的外电场,复合薄膜剩余极化值最大,矫顽场最低。通过控制锆钛比和锶的掺入量,有效调节了PSZT薄膜居里温度至所需范围。对于三种薄膜介电温谱的测试,Pb0.7Sr0.3(Zr0.2Ti0.8)O3薄膜表现出典型的铁电体介电温谱特征,相变发生于一个温度点,呈现尖锐的峰,Pb0.75Sr0.25(Zr0.8Ti0.2)O3与复合薄膜介电温谱不显示尖锐的峰,而呈现出相当宽的平缓的峰,表明薄膜呈现弥散相变,具有弛豫性。分别对三种PSZT薄膜电热效应进行测试评价。热力学公式计算铁电薄膜电热温变值,三种薄膜在各自的居里点附近均出现了最大电热温变值。复合薄膜具有较宽的有效电热温区。