Gd5Si1.75Ge1.75Sn0.5的结构、磁相变与磁熵变

采用粉末XRD和振动样品磁强计研究了Gd5Si1.75Ge1.75Sn0.5合金的结构、磁相变和低场变化下的磁熵变。磁性测量结果表明,Gd5Si1.75Ge1.75Sn0.5合金的磁化强度在居里温度附近发生突变,具有一级相变的典型特征,室温具有Gd5Si2Ge2型单斜结构;合金低场磁热效应非常明显,1.8T磁场变化下,在其居里温度272K附近的最大磁熵变为16.7J.kg-1.K-1。用成本低廉的Sn取代Gd5Si2Ge2中部分Si和Ge后,Gd5Si1.75Ge1.75Sn0.5在低磁场变化下的磁熵变比金属Gd大得多并略高于Gd5Si2Ge2。     

快淬法制备La_(0.8)Ce_(0.2)Fe_(11.4)Si_(1.6)合金的磁熵变研究

为了探求La系磁熵变材料的短时退火工艺,利用两种方法制备了磁制冷材料La0.8Ce0.2Fe11.4Si1.6合金,其一为将电弧熔炼合金退火5天(样品A),其二为将合金利用铜模铸造方法得到快淬样品,再退火2 h(样品B)。X射线衍射表明,样品A和B主相为NaZn13相结构。通过对比发现,尽管样品A的最大磁熵变值大于样品B的,但样品B在制冷温区和制冷能力方面优于样品A。因此,快淬加短时间热处理可以大大节省时间和能量,是一种制备La0.8Ce0.2Fe11.4Si1.6磁制冷材料的高效且性能优越的方法。     

La-Fe-M(M=Al, Si)化合物磁热性能研究进展

介绍了La-Fe-M(M=AI,Si)化合物在磁热性能研究方面的最新进展。具有NaZn13型晶体结构,含高浓度Fe的La-Fe—M(M=AI,Si)化合物为良好的软磁材料;用少量的Co替代化合物中Si,Al元素可以将化合物的居里温度提高至室温;对La(Fe1-yCoy)xSi13-x化合物,适量的Si,Co组合可使化合物在室温产生可与Gd5Si2Ge2比拟的磁热效应;加入适量的间隙原子H,也可使La(FexSi1-x)13在室温的磁热性能远远大于金属Gd;对含Si量低及含Si量高的La(FexSi1-x)13化合物在相转变点附近由温度和磁场诱导相变的本质做了详细阐述。     

巡游电子系化合物La0.8Ce0.2(Fe1-xCox)11.4Si1.6的磁热效应

对制备的化合物La0.8Ce0.2(Fe1-xCox)11.4Si1.6(x=0.02,0.04,0.06)的相组成、巡游电子变磁转变(IEMT)特性和磁热效应(MCE)进行了研究。粉末X射线衍射结果表明,经1373 K真空退火处理7 d后,化合物La0.8Ce0.2(Fe1-xCox)11.4Si1.6(x=0.02,0.04,0.06)均为单相立方NaZn13型晶体结构。随着Co含量由x=0.02增加到x=0.06,样品的居里温度TC由207 K上升到277 K。在0~1.5 T磁场变化下,x=0.02,0.04,0.06时样品的最大磁熵变|ΔSM(T)|分别为40.17,12.60和7.65 J.kg-1.K-1,可见该化合物有巨大的磁熵变,而且随Co含量的增加最大磁熵变迅速减小。该化合物的巨大磁熵变来源于TC处的一级相变,以及在TC以上由磁场诱导IEMT,但由于Co原子对Fe原子的替代能够抑制变磁转变的发生,因此该系化合物最大磁熵变随Co含量的增加迅速减小。     

LaFe11.6Si1.4C0.5间隙化合物的磁性、磁相变和磁熵变

使用了约80％的廉价铁原料，制备了LaFe11．6Sil．4C0．5间隙化合物。研究表明：该间隙化合物仍保持了LaFe11．6Sil．4的NaZnl3立方晶体结构，间隙C原子的引入导致晶格膨胀了约0．35％，居里点提高了约50K；同时，仍然保持大的磁熵变，在0-2T磁场变化下，磁熵变达到Gd的2倍以上，大磁熵变源于磁场诱发的巡游电子变磁相变。该间隙化合物具有大磁熵变。     

稀土Gd5Ge2(Si2-xAlx)合金系的晶体结构和磁卡效应研究

用磁控电弧炉在氩气气氛下熔炼了Gd5Ge2(Si2-xAlx) (x=0, 0.1, 0.2, 0.5, 1.0)系样品.X射线粉末衍射分析表明, 样品基本为单相结构, 其晶体对称性不会随Al含量的增加而改变.用振动样品磁强计测量了样品的M-T曲线和不同温度下的M-H曲线.居里温度随Al含量x的增加略有减小, 当 x=0.2时Gd5Ge2(Si2-xAlx)有最大-ΔSM值.退火对样品的居里温度和磁卡效应影响不大, 退火前后的居里温度和磁卡效应基本保持一致.     

一级相变磁制冷材料LaFe_(11.6)Si_(1.4)合金的磁相变特性系统分析

以La Fe11.6Si1.4合金为研究对象,系统分析了该一级相变材料的居里温度(TC)、磁场诱导磁相变的临界磁场(HC)、磁化率(χ)、磁滞、磁熵变(ΔS)、制冷能力(RCP)等磁性特性。结果表明:温度诱导磁相变的居里温度和磁场诱导磁相变的临界磁场均随磁场呈线性增加,ΔTC和ΔH随磁场和温度的变化率的值分别为4.1 K·T-1和0.2 T·K-1。当合金处于纯铁磁态和顺磁态时熵变磁熵变几乎为零,但磁场诱导的磁相变,会导致某一定温度下合金磁熵变有一个突变。但合金最大熵变并不是随磁场的增加而线性增加,当磁场达到一定值后随磁场增加其值基本没有变化。不同模型计算的制冷能力均随磁场的增加而呈线性增加。在两相共存态中,同一温度下两种不同铁磁的磁化率存在差异,即因磁场诱导的铁磁态相与合金中本身的铁磁态相的磁化率存在差异,且前者小于后者,这种物理现象对深入研究温度诱导和磁场诱导磁相变的差异有一定的参考价值。     

Gd0．6DY0．4Co2-xAlx系合金磁热性能的研究

用量子磁强仪对Cd0.6Dy0.4Co2-xAlx(x=0,0.1)系合金的居里温度、磁相变、磁熵变等磁性质进行了研究.结果表明:该系合金居里温度随着X量的引入而增加;热处理后,X=0,0.1合金由双相晶体结构基本变为单相晶体结构,磁熵变比铸态合金分别提高53.2%和33.1%,居里温度基本不变.铝元素的加入并没有改变合金的相变类型,合金仍保持二级相变.     

La0.6Pr0.05Fe11.5-xCoxSi1.5合金的磁性和磁热效应

使用电弧炉熔炼法制备La0.6Pr0.05Fe11.5-xCoxSi1.5(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5和0.6)系列合金.XRD分析与SEM成分分析表明该系列合金中除含有少量富镧相(P4/nmm)和α-Fe相外.均由NaZh13型立方结构单相组成.品格常数随着Co含量的增加基本保持不变.磁性测量表明该系列合金的Tc随着Co含母的增加旱线性增加,当x=0.6时,Tc达264 K.合金的升、降温磁化曲线随着Co含量的增加逐渐重合,即表明该系列合金的热滞随着Co含量的增加而减小;利用Maxwell方程计算得出在x=0时,合金在△B=1.5 T的外磁场下-△Sm达到38.4 J·kg-1·K-1.这种磁熵变来源于外磁场引起的一级相变,随着Co含量的增加-△Sm线性减小,这是由于Co含量的增加使合金的磁相变出现由一级相变向二级相变转变.     

LaFe13-xSix (1.2≤x≤2.2)化合物的磁场诱导熵变与磁场的关系

通过真空电弧熔炼、长时间真空热处理的方法获得了单相NaZn13-型LaFe13-xSix(1.2≤x≤2.2)化合物,并测量了它们的磁化强度与磁场和温度的关系,用Maxwell关系式计算出在不同磁场下化合物的熵变ΔS。用Landau的二级相变理论及平均场近似下的标度律,分析拟合了LaFe13-xSix化合物ΔS与H之间的关系,对于具有一级和二级相变的材料,发现均存在ΔS∝H2/3的关系,只是拟合得到的参数不同。采用熵变峰值拟合得到的参数能够反映材料中一级磁性相变的程度,研究磁场诱导的熵变与磁场的关系可以为磁制冷研制提供指导。     

Gd7Pd3-xFex合金磁性及磁热效应的研究

采用电弧熔炼和高温退火的方法制备了Gd7Pd3-xFex(x=0, 0.2, 0.5, 0.8和1)合金材料,并对该系列合金材料的磁特性及磁热效应进行了研究。X射线粉末衍射研究表明,所有的材料均形成Th7Fe3型结构。并且随着x的增大,晶格常数、居里温度、饱和磁化强度和最大磁熵变均有所降低。相比于Gd7Pd3,掺入Fe元素的材料可以获得更接近室温的居里温度和更宽的工作温区,从而导致了7 T磁场下高达1096 J·kg^-1的相对制冷能力(RCP), Gd7Pd3-xFex有望被用于室温附近的磁制冷。     

(Gd1-xREx)5Si4(RE=Dy, Ho)系列材料磁熵变研究

对 (Gd1-xDyx)5Si4(x=0.1, 0.2, 0.3, 0.35) 和(Gd1-xHox)5Si4(x=0.05, 0.15, 0.25)系列合金的居里温度、磁相变、磁熵变等磁性质进行了研究. 结果发现 该系列合金保持了Gd5Si4的Sm5Ge4正交型晶体结构, 居里温度随着引入的x量的增加而呈近似线性减小趋势;在居里温度附近样品的磁特性符合二级相变规律;通过调节Dy 或Ho的含量调节居里点, 样品中不含贵重元素Ge, 大大降低了成本;在较宽的温度范围和低场下(＜2 T)具有较大的磁熵变值从而使其适合于被制成梯度功能复合材料. 研究表明 (Gd1-xREx)5Si4(RE=Dy, Ho)系列材料有望成为较好的室温低场磁制工质.     

几种室温磁致冷材料磁热效应的比较

磁热效应是磁性材料具有的重要特征，表征材料磁热效应的大小用等温磁熵变△S、绝热温变△Tad两个参数。用热力学原理推导了△S与△Tad的关系，表明不同材料在不同的温度区间进行磁热效应比较时，由于材料的本性不同，△Tad不会随△S的增大而增大，而是以T/C的比例系数随之变化，评判材料的磁热效应必须兼顾△S与△Tad两个参数；从工程应用的角度强调了△Tad参数的重要性；对近几年出现的新的近室温磁制冷材料的磁热效应及在工程上的应用进行了评价。     

非磁性替代原子对Ce_2Co_(17)居里温度和饱和磁化强度的影响

用真空电弧熔炼法制备了Ce2 Co17-xMx(M =Ga ,Al和Si)化合物。通过X射线衍射和磁性测量手段 ,研究了非磁性替代原子Ga,Al和Si的加入对Ce2 Co17化合物的居里温度和饱和磁化强度的影响 ,其中Si在Ce2 Co17化合物中的固溶度最小 ,并使居里温度和饱和磁化强度下降幅度最大。     

Al_(66)Mn_9Ti_(25) La金属间化合物的变形行为与机制

研究了微量稀土元素La对Al6 6 Mn9Ti2 5 金属间化合物显微组织、变形行为、裂纹生成的影响。在Al6 6 Mn9Ti2 5 金属间化合物中添加微量La ,保持L12 结构 ,晶格常数基本无变化 ,促进了晶粒枝晶化和第二相弥散化 ,起到一定的抑制微裂纹生成和扩展以及沿晶开裂的作用 ;同时 ,还可增强位错的可动性 ,使压缩塑性得到改善。探讨了La改善变形行为的机制。     

稀土对LaNi_(3.5)Co_(0.8)Mn_(O.4)Al_(0.3)合金电化学及储氢特性的影响

研究了以Ce,Nd和Pr部分替代LaNi(3．5)Co(0.8)Mn(0.4)Al(0.3)中的La后对合金电化学及储氢特性的影响。稀土含量的变化明显改变合金的电化学及储氢特性。Pr对合金的电化学性能影响小于Ce。Ce使合金的放电容量降低,并升高合金的氢分解压。随着Nd含量的增加,合金的放电容量降低。     

Nd10.1Fe(83.7-x-y)CoxZryB6.2永磁材料结构和磁性能的研究

采用熔体快淬及晶化热处理工艺制备Nd10.1Fe(83.7-x-y)CoxZryB6.2纳米晶永磁材料. 在快淬速度为18 m·s-1时, 经710 ℃/4 min晶化处理后, Nd10.1Fe76Co5Zr2.7B6.2粘结磁体出现最佳磁性能, 分别为Br=0.67 T, JHc=754 kA·m-1, (BH)max=75.1 kJ·m-3. 粘结磁体的磁性能对于快淬速度非常敏感. 随着合金元素的添加, 出现最佳磁性能的快淬速度逐渐减少. 为了得到最佳磁性能, 除了选择合适的快淬速度外, 添加合适的合金元素变得非常重要.添加Zr元素抑制了亚稳相的析出以及细化了晶粒尺寸.比较不加Zr元素的Nd10.1Fe78.7Co5B6.2, 添加Zr元素晶化温度增加了9 ℃, 表明Zr元素也增加了快淬薄带的热稳定性.     

La0.7-xDyxSr0.3MnO3(0.00≤x≤0.70)的TCR研究

研究了La位Dy掺杂对La0.7-xDyxSr0.3MnO3(0.00≤x≤0.70)电阻温度系数(TCR)的影响.实验结果表明:Dy掺杂将引起电阻率曲线的急剧变化,导致出现大的TCR;随Dy掺杂的增加,TCR在x=0.30出现峰值,然后随掺杂量的增加逐步降低.体系出现大的TCR,来源于Dy掺杂引起的晶格畸变和额外磁性耦合.