Влияние температуры обжига на размер зерен и электрокалорический эффект керамики титаната бария

Проведено теоретическое исследование распределения поляризации и механических напряжений в сегнетоэлектрическом шаре, расположенном в неограниченном диэлектрическом пространстве. Шар покрыт диэлектрической и воздушной оболочкой. Внешнее электрическое поле вдали от шара считается однородным. Поляризация в шаре удовлетворяет нелинейному уравнению Ландау–Гинзбурга, в котором учитывается наличие электрострикции. Предполагается, что для шара малых размеров влияние локальных упругих напряжений на поляризацию можно заменить на их среднее значение по объему шара. При этом предположении получено распределение напряжений и электрического поля как в шаре, так и вне его. Получена зависимость температуры Кюри–Вейсса от радиуса шара. Найденное решение используется для моделирования свойств микрогранулированной керамики. Наряду с разработанной теоретической моделью была проведена серия экспериментов по измерению диэлектрической проницаемости и электрокалорического эффекта (ЭКЭ) для керамик BaTiO$_3$, синтезированных при разных температурах. Изменение температуры при ЭКЭ проводилось прямыми методами. Наибольшее значение ЭКЭ достигнуто для керамики, синтезированной при 1350$^\circ$C. Величина изменения температуры при изменении электрического поля на 2 mV/m составила $\Delta T$ = 0.42 K. Полученные экспериментальные результаты показали возможность использования теоретической четырехфазной модели керамики для предсказания зависимости свойств керамики от температуры обжига.