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新型室温磁致冷材料

本文系统地研究了两类室温磁致冷材料——EuFe系合金和GdSiGe系合金,重点研究了它们的制备工艺、组织结构和磁致冷性能。同时,还就磁致冷材料的实用化进行了讨论并设计了双循环往复式磁致冷机模型。根据理论计算,价电子为半满的原子全角动量量子数J值比较大,从而有大的磁熵值。Eu、Fe、Mn的价电子组态分别为4f~(7)5d~(0)6s~2、3d~(6)4s~2、3d~(5)4s~2',最外层电子分别为半满或接近半满,综合考虑三者的磁化率、热导率和热容等因素,三者的合金将具有大的磁熵值。Eu的沸点是1596℃,Fe的熔点是1536℃,二者非常接近,所以EuFe合金的制备比较困难。本文采用机械合金化的方法制备EuFe粉末,然后通过SPS烧结获得EuFe体材料。衡量磁致冷材料性能好坏的主要参量是磁熵变△Sm,目前无法通过直接测量得到磁熵变。本文采用间接测量法,首先用VSM测量样品在不同温度下的磁化曲线,然后对数据进行拟和求出函数M(T,H  (本文共59页) 本文目录 | 阅读全文>>

《稀土信息》2007年01期
稀土信息

包头稀土研究院 “室温磁致冷材料及室温磁致冷样机研制”课题通过鉴定

2006年12月25日,由包头稀土研究院希苑稀土功能材料工程技术研究中心黄焦宏教授为组长的课题组承担的“室温磁致冷材料及室温磁致冷样机研制”课题通过了内蒙古自治区科技厅专家组鉴定。课题组研制的室温磁致冷机实现的最大致冷温差达到18℃,最大致冷功率达到35W,居国内领先水平。室温磁致冷机采用低纯金属Gd及由低纯原料研制的稀土合金材料作为致冷工质,能产生较大的致冷温差,具有创新性,其水平达到国际先进水平。由稀土院承担的“室温磁致冷材料及室温磁致冷样机...  (本文共1页) 阅读全文>>

四川大学
四川大学

室温磁致冷GdSiGe系合金的磁相变机理的相关理论研究及纳米化计算

在了解和分析国内外关于室温磁致冷材料,特别是近年来国际上取得突破性进展的GdSiGe合金的大量研究文献的基础上,本文首先比较全面地综述了这类磁致冷材料的发展现状及趋势,然后从微观、唯象、纳米三个不同的方面深入研究了具有巨磁热效应的室温磁致冷材料GdSiGe系合金,即:在微观理论方面将磁学中重要的Ising模型地应用到GdSiGe系合金,统一计算了各维晶格的磁有序温度,严格比较了Ising磁性晶格系统中的两种不同类型的耦合相互作用;在唯象理论方面将Landau-Devonshire理论应用到GdSiGe系合金的磁相变,合理建立了GdSiGe系合金磁相变的唯象理论,正确描述了GdSiGe合金在实验中表现出的主要实验结果;在纳米理论方面将材料的纳米化计算应用到室温磁致冷材料GdSiGe系合金,仔细研究了在一定物理条件下纳米微晶系统磁熵变的最大值。本研究取得了具有一定理论价值和工程价值的创新性研究成果,达到了预期目标,从而对加深该类磁致...  (本文共89页) 本文目录 | 阅读全文>>

北京工业大学
北京工业大学

室温磁致冷材料MnFePGe的SPS制备技术与中子衍射研究

磁致冷技术是一种高新致冷技术与方法,近年来一直受到国内外的关注。磁致冷与传统压缩致冷相比具有效率高、污染少、结构紧凑、体积小等特点。如能实现室温磁致冷,将会产生巨大的社会效益与经济效益。目前已有许多科研工作者对室温磁致冷材料进行深入的研究,已发现稀土及其合金、稀土-过渡金属化合物、过渡金属及其化合物、钙钛矿氧化合物等材料可以应用于室温致冷工程中。对于磁性致冷材料Mn_(1.1)Fe_(0.9)P_(1-x)Ge_x,其等温磁性转变为一次相变,吸放热量大,且其居里温度随着Mn、Fe及P、Ge比例的变化而变化,能够实现对其温度的控制,从而应用于室温致冷。同时Mn_(1.1)Fe_(0.9)P_(1-x)Ge_x具有原料成本低、无毒无害等诸多优点,具有良好的应用前景。然而这种材料目前多通过长达上百小时的球磨、扩散烧结和退火处理的方法制备,从而严重的影响了材料的实用化发展。而且迄今为止,国内外对MnFePGe系磁致冷材料的研究主要集中在...  (本文共59页) 本文目录 | 阅读全文>>

《江苏科技信息》2015年04期
江苏科技信息

室温磁致冷技术和材料的发展

0引言制冷技术目前已广泛应用于现代社会生活的方方面面,关系到国计民生的各个重要领域。目前实现制冷的方法主要有气体压缩膨法、物质相变法、半导体温差电效应法等,其中气体压缩膨胀冷法在空调、电冰箱等民生方面应用最为广泛。但是这种气体压缩膨胀的制冷方式效率比较低,工作噪音大,并且选用氟利昂作为制冷介质。氟利昂,又名氟里昂,源于英文名称Fre-on,对大气臭氧层有极强的破坏作用,使地球上出现许多臭氧层空洞,有些漏洞甚至超过了非洲大陆的面积,目前根据相关法律已禁止其继续使用。因此,如何寻求一种高效、环保的制冷方法成为全世界关注的话题。磁致冷因其无污染、效率高、消耗低等优点,是一种理想的替代方法,引起了各国科研人员的兴趣。1磁致冷技术的发展历史磁致冷技术已有一百多年的历史,关于磁致冷的研究最早可追溯到19世纪末。1881年,Warburg通过实验首先发现了金属铁在外加磁场中的热效应。之后,P Langeviz在1895年发现了热磁效应,Deb...  (本文共2页) 阅读全文>>

《金属功能材料》2003年02期
金属功能材料

室温磁致冷材料成型研究

1 前 言制冷与低温技术在国民经济发展中起着非常重要的作用。在工业生产和科学研究中 ,人们通常把人工致冷分为低温和高温两个温区 ,把制取温度低于 2 0K称为低温致冷 ,高于 2 0K称为高温致冷。在低温区 ,超导技术的发展和应用要求具有体积小、重量轻、效率高的制冷装置 ;在高温区 (尤其在室温区 ) ,由于传统气体致冷工质使用的氟里昂气体对大气中臭氧层有破坏作用而被国际上所禁用 ,要求发展新型无环境污染的制冷技术。而磁致冷在这方面的优势促使其成为引人瞩目的国际前沿研究课题。磁致冷就是一种以磁性材料为工质的致冷技术 ,其基本原理是借助磁致冷材料的可逆磁热效应 ,又称磁卡效应 (MagnetocaloricEffect,MCE) ,即磁致冷材料等温磁化时向外界放出热量 ,而绝热退磁时温度降低因而可从外界吸取热量 ,达到致冷目的。目前磁致冷已成为制取极低温的一个主要方式 ,但是在高温区还处于实验探索阶段。磁致冷中致冷的效果、效率依赖...  (本文共4页) 阅读全文>>