制冷技术在人类社会随处可见,如空调冷气的使用,生活中生鲜食品的保鲜,工业生产过程中对钢的低温处理,医药工业中保存疫苗、器官等。但是,随着科技水平的不断提升以及国民经济的快速发展,传统制冷技术对环境造成的影响也越来越大,导致温室效应的产生,从而引起全球气候变暖,也对臭氧层造成了极大地破坏作用。另外,我国提倡环境保护以及节能减排,并对制冷技术的应用有一定的要求规范,因此,对高效节能的新型制冷技术的研发和利用成为现在主要话题。几十年前在介电材料中发现的电卡效应使得电卡制冷技术取代蒸气压缩制冷成为可能。以研究新的物理效应为基础,寻找新型制冷技术,如电卡制冷、热电制冷和磁卡制冷等,越来越得到研究人员的重视。其中某些铁电材料具有电卡效应而备受关注。它正在引起一场新的制冷技术革命,代表了一种环境友好、无温室效应的制冷技术,有望在未来科技革命中扮演更重要的角色。本文选用钛酸钡陶瓷作为基体材料,对其进行化学元素掺杂改性。首先采用固相合成法制备了（1-x）Ba(Zr0.2Ti0.8)O3–x(Ba0.7Ca0.3)Ti O3（简称（1-x）BZT-x BCT,下同）陶瓷,探究了7个不同组分陶瓷的微观结构和电学性能,研究不同组分陶瓷的弛豫性能和电卡效应。研究发现,组分的改变对陶瓷的电学性能影响较小,陶瓷样品的最大极化强度在13.6-16.4μC/cm~2之间,剩余极化强度在4-7μC/cm~2之间,居里温度在40-85℃之间,表征材料弛豫性能的离散因子λ在1.76-1.94之间,电卡熵变（ΔS）在0.4-0.57 J·kg-1·K-1之间,电卡温度变化（ΔT）在0.2-0.4 K之间。我们发现陶瓷的电卡效应对组分不敏感。其次,由于（1-x）BZT-x BCT陶瓷的烧结温度过高,陶瓷层和电极层的结合较差,需要开展降低陶瓷烧结温度的工作。本文选取最优的组分（（1-x）BZT-x BCT:x=0.4）作为原始组分,通过添加Cu O作为助烧剂来保证降低烧结温度后陶瓷仍能够保持优异性能。最后,采用（1-x）BZT-x BCT:x=0.4,0.2wt%Cu O组分进行流延共烧制备多层结构陶瓷,并对其进行相结构、截面微观结构、电学性能和电卡性能测试。所制备多层结构陶瓷共包括两层活性层,其他层数作为辅助层。间接法测试电卡熵变和温度变化分别为1.45 J·kg-1·K-1和1.16 K,电卡效应相对块体陶瓷提升了三倍。在25-100℃之间,电卡温度变化都在0.75 K以上。综上所述,本文系统地研究了（1-x）BZT-x BCT陶瓷的微观结构和电学性能,探究了组分对弛豫性能和电卡效应的影响,分析其物理机理。同时制备了多层结构陶瓷,电卡性能的提升归功于材料体系多相共存、弛豫性能优异以及击穿场强的提高。更重要的是,这项工作为开发块体陶瓷在固态制冷中的应用开辟了一条新途径,促进了电卡制冷技术从材料端到器件端的发展。