研究提供了使用电场调节铁电材料热性能的详细信息

北卡罗来纳州立大学的新研究揭示了电场如何用于改变铁电材料的热特性，从而使工程师能够控制材料中的热流。铁电材料的应用范围很广，从超声波设备到内存存储技术。

“我们在这里的工作取得了重大进展，因为我们处理了大样本，并提供了有关施加到铁电材料的电场类型与材料热响应之间关系的详细信息，”副教授 Jun Liu 说。北卡罗来纳州立大学机械和航空航天工程系和该研究的通讯作者。“实际上，这允许用户通过应用不同的电场来调整材料的热行为——使用交流电 (AC) 或直流电 (DC)——这为开发管理热流的新技术铺平了道路各种设备。”

在这项工作中，研究人员使用了一种名为 PMN-PT 的铁电材料，这种材料用于传感器、执行器和超声波设备等技术。为了反映真实世界的条件，研究人员在室温下处理了 2.5 毫米厚的样品。

在这项研究中，研究人员使用交流和直流电源将不同强度的电场施加到材料上。他们测试中的其他变量是电流频率和材料暴露在电场中的时间长度。

然后，研究人员使用一套方法来测量每个样品的热特性如何响应不同的电场条件而发生变化。

研究人员发现，所有四个变量——场强，无论是交流还是直流、时间和频率——都在电场如何改变材料的热性能方面发挥了作用。

“详细了解这四个变量中的每一个变量如何影响材料的热性能，使我们能够在工程设计材料的热性能方面进行大量控制，”博士 Ankit Negi 说。北卡罗来纳州立大学的学生和有关该研究的期刊文章的第一作者。

“我们希望对其他铁电材料的电场和热特性之间的关系建立类似的详细理解，”刘说。“我们愿意就这项工作如何为新应用程序的开发提供信息进行合作。”