分享到:

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>>

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>>

《功能材料》2007年08期
功能材料

室温磁致冷材料的研究现状及发展趋势

系统总结了室温磁致冷材料的研究现状、存在的问题以及在磁制冷机中的应用情况。对磁热...  (本文共5页) 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>>

四川大学
四川大学

室温磁致冷GdSiGe系合金的磁热效应、磁相变及其机制研究

在阅读了国内外大量文献的基础上,本文详细综述了磁致冷材料特别是近室温磁致冷材料的发展现状及趋势。针对近年来国际上取得突破性进展的GdSiGe系合金,首先以国产2N级和3N级金属Gd为原料,对Gd_5Si_2Ge_2合金的一级磁相变和巨磁热效应的重现性进行了研究;研究了非化学计量比GdSiGe合金的磁热性能;然后研究了国产2N级Gd为原料的低成本GxiSiC~系合金;研究了合金化对GdSiGe合金磁热性能的影响;采用同步辐射XPS对GdSiGe系合金费米面附近的电子能带结构进行了分析;最后建立了一级晶体磁相变的数学物理模型,并对其相变机制进行了探索。本研究达到了预期目标,取得了如下创新性研究成果和新的研究进展:1.采用国产2N级和3N级金属Gd为原料,对Gd_5Si_2Ge_2合金的磁热性能进行了研究。研究发现:1)以国产2N级Gd原料时,Gd_5Si_2Ge_2合金未能重现一级磁相变和巨磁热效应;2)以国产3N级Gd为原料时,在...  (本文共165页) 本文目录 | 阅读全文>>

东北大学
东北大学

镧铁基室温磁致冷材料凝固行为的研究

NaZn13型La-Fe基磁致冷材料由于其具有良好的磁热效应,是潜在的室温磁制冷材料,愈来愈引起人们的广泛关注。通常情况下,合金铸锭在惰性(Ar)气氛中经过长时间的高温退火(1273K/15天)才能获得NaZn13型化合物;而用快速淬火加短时间高温退火(1273K/20分)的方法可以获得含量较高的NaZn13型化合物。但高温退火过程是不利于商业应用的,为此探索控制La-Fe基合金的凝固行为更具实际意义。由于La-Fe基合金凝固过程中相的形成机制尚不清楚,为此本文通过实验和理论计算系统研究了La-Fe基合金的凝固行为和相选择机理。本文首先对La-Fe基合金在电弧熔炼条件下的凝固行为进行研究。结果表明:LaFe13-xSix合金的凝固组织中主要形成α-(Fe,Si)相、LaFeSi相和La(Fe,Si)13相,当Si含量x1.5时,出现La(Fe,Si)13包晶相,Si含量增加有利于促进La(Fe,Si)13相的形成。LaFe13-...  (本文共114页) 本文目录 | 阅读全文>>