Co掺杂对Mn50Ni40Sn10合金的相变和磁热效应的影响

采用电弧熔炼的方法制备了Mn_(50-x)Co_xNi_(40)Sn_(10)(x=0,2,4,6)材料的合金铸锭.用X射线衍射表征样品的晶体结构,用MPMS-3磁性测量系统测量样品的相变和磁热效应.结果表明,Co替代Mn导致马氏体转变温度升高,这是由于Co原子的价电子数多于Mn原子导致的.所有样品在马氏体转变伴随着较大的磁化强度的突变,从而表现出较大的低场磁熵变.Mn_(50-x)Co_xNi_(40)Sn_(10)(x=0,2,4,6)以其较大的低场磁热效应、可调的工作温区在磁制冷领域有着潜在的应用.     

Ni-Mn-Co-Sn铁磁形状记忆合金的磁性、相变及磁热效应

采用电弧熔炼的方法制备了Ni43Mn46-xCoxSn1,系列铁磁形状记忆合金,并对其磁性和相变进行了研究．结果表明,由于价电子浓度的增加,Co替代Mn使材料马氏体转变温度迅速提高．Co的加入使合金的奥氏体居里温度迅速提高,而马氏体居里温度则略有降低．在马氏体相变附近,由于磁化强度的突变,合金表现出巨大的逆磁热效应,表明该系列合金在磁制冷领域有着潜在的应用价值．     

Fe含量对Ni-Fe-Ga合金马氏体相变的影响

利用金相显微技术和示差扫描量热法研究了合金成分对Ni-Fe-Ga铁磁形状记忆合金马氏体相变的影响,用X射线衍射方法分析了马氏体的结构类型.研究发现,Ni代替Fe显著提高合金的马氏体相变温度,每1%Ni可以使合金马氏体相变温度提高约40 K.X射线衍射表明Ni73.5-yFeyGa26.5合金773K真空退火后都只出现4M型晶体结构的马氏体.     

Er(Co1-xMnx)2合金的相变调控和磁热效应优化

研究了Mn掺杂对Er(Co1-xMnx)2合金的晶体结构、相变类型和磁热效应的影响.随着Mn含量的增加,合金的晶体结构不变,但是晶格常数逐渐增加,同时居里温度逐渐升高.当x≤0.06时,样品的磁相变为一级相变,表现出较大的磁熵变;而x=0.08时,样品经历铁磁到顺磁的二级相变,磁热效应大大降低.在一级相变和二级相变的临界点x=0.06,样品具有较大的磁熵变,几乎没有磁滞现象.因此,将相变调控到一级相变和二级相变的临界点是优化磁热效应的一种有效方法.     

Dy（Co_（1-x）Mn_x）_2合金的相变和磁热效应

采用电弧熔炼的方法制备了Dy（Co1-xMnx）2系列合金,并对其磁性和相变进行了研究.随着Mn含量的增加,晶格常数逐渐增大,同时居里温度逐渐提高.Mn的加入使相变类型从一级相变变为二级相变、使磁熵变大小有所降低.研究结果表明该系列合金在磁制冷领域有潜在应用价值.     

低纯度Gd制成的Gd5Si1.8Ge2.2的磁热效应

实验中使用国产2N级金属Gd粉为原料，用电弧熔炼法在氩气气氛中制备了Gd5Si1.8Ge22合金，并通过X射线衍射仪和超导量子磁强计分析手段对合金的性能进行测试和分析．发现合金没有重现一级磁相变和巨磁热效应，这是由于国产2N级Gd中杂质等因素时磁相变、磁热性能产生了重要影响，导致一级磁相变的破坏及磁热效应的大幅度下降．     

磁热效应与磁致冷材料

阐述了磁热效应的基本概念及磁致冷的原理,介绍了磁工质的选择依据,概述了磁致冷材料,特别是室温磁致冷材料的研究进展．     

锰基化合物Mn_(0.95)Co_(0.4)Ni_(0.6)Ge的多级磁相变

通过在MnCo_(0.4)Ni_(0.6)Ge中引入Mn空位得到化合物Mn_(0.95)Co_(0.4)Ni_(0.6)Ge,实现了AFM(TiNiSi)-FM(TiNiSi)-FM(Ni2In)-PM(Ni2In)多级相变;195K时在样品中观察到了从TiNiSi到Ni_2In的结构相变;255K时在样品Mn_(0.95)Co_(0.4)Ni_(0.6)Ge中实现了由顺磁(Ni_2In结构)向铁磁(TiNiSi结构)的结构相变;并且发现在外加磁场30kOe左右时引发场致相变;在195K(ΔB=5T)时产生了-17.8J/(kg·K)的磁熵变(材料制冷能力)。     

(Dy_(1-x)Y_x)Co_2合金的低场巨磁热效应

采用电弧熔炼方法制备了(Dy1-x Yx)Co2系列合金,并对其结构、相变以及低场磁熵变进行了研究.结果表明,Y的加入使材料的晶格常数逐渐减小,同时可以降低其居里温度.通过Arrott曲线分析了材料的相变类型,发现Y的加入没有改变相变类型,仍是一级相变,这使材料保持了较大的低场磁熵变.可调的相变温度、巨大的低场磁熵变表明(Dy1-x Yx)Co2合金在永磁式磁制冷机中有着潜在的应用价值.     

LaFe11.6Si1.4Bx系列化合物低场下的磁热效应

LaFe11.6Si1.4Bx(x=0.1,0.2,0.3和0.4)系列化合物,通过添加少量的B后,可以明显的缩短退火时间,并且晶格常数随着B含量的增加而逐渐增大,居里温度随着B的增加分别从182K升高到185K,在外加磁场变化为0-1.5T时,等温磁熵变的最大值达到36.1J/kgK(x=0.2)。该系列化合物在B含...     

Mn3GaC化合物的磁热效应研究

采用固相反应的方法制备Mn₃GaC化合物,并对其相变和磁性进行了研究.结果表明,Mn₃GaC经历了一个一级相变和两个二级相变.通过Maxell关系计算一级相变附近的磁熵变,发现其结果对磁化曲线的测量过程非常敏感,采用非连续升温测量方式可以避免误差的产生.对比一级相变和二级相变附近的磁热效应,一级相变磁熵值和磁滞较大,有效制冷能力较小;而二级相变附近的磁熵值较小,制冷能力较大.     

高Si合金的结构和磁熵变

通过真空电弧炉熔炼法,制备LaFe12.1-xCo0.9SixB0.2 （x=1.8,1.9,2.0）系列合金.利用XRD分析得到该系列合金的主相是NaZn13型结构,含有较强的α-Fe相.磁性测量表明该系列合金的居里温度均在室温附近,磁相变为典型的二级相变.利用Maxwell关系计算表明,该系列合金最大磁熵变均远小于相同化学配比,长时间高温退火合金的值.     

磁场对NiMnGa单晶预相变温度的影响

利用应变测量研究了外加恒定磁场对NiMnGa单晶预相变温度的影响,发现外加磁场使预相变温度向低温方向漂移,而且预相变温度漂移的程度与外加磁场的方向有关.依据前人的模型和我们的电子显微镜观察,目前的结果证实预相变过程中存在较强的磁弹相互作用;当外加磁场分别沿晶体的[001]和[010]两个等价的晶轴方向时,在[010]方向上导致的磁弹相互作用更强.     

La0.9MnO3钙钛矿纳米颗粒的尺寸效应和磁热效应

采用溶胶-凝胶法制备不同粒径的La缺位La0.9MnO3钙钛矿氧化物.用X射线衍射、扫描电子显微镜、振动样品磁强计对材料的晶体结构、微结构、磁性和磁热效应进行了研究.结果表明,不同温度下退火(700oC~1100oC)的样品均具有菱形钙钛矿结构.退火温度从700oC增加到1100oC,样品的平均晶粒大小从25 nm增加到1000 nm.随着晶粒大小的增加,材料在低温的饱和磁化强度逐渐增强,铁磁到顺磁的相变变得陡峭,从而使材料的磁熵变逐渐增加.当材料的晶粒尺寸大于500 nm时,材料的磁熵变趋于稳定(-2.7 J/kg·K).     

Cr掺杂对Mn_(50)Ni_(41)Sn_9合金的相变和磁热效应的影响

采用电弧炉熔炼的方法制备了Mn_(50)Ni_(41-x)Cr_xSn_9合金铸锭.用X射线衍射、振动样品磁强计、综合物性测试系统对材料的结构、相变和磁热效应进行了研究.结果表明,由于价电子浓度的减小,Cr替代Ni使材料的马氏体转变温度降低.Cr的加入使马氏体转变伴随着较大的磁化强度的突变,从而表现出较大的低场磁熵变.Mn_(50)Ni_(41-x)Cr_xSn_9合金以其较大的低场磁热效应、可调的工作温区在磁制冷领域有着潜在的应用.     

富镧镧铁硅化合物的磁性和磁熵变

通过添加过量的稀土元素La,得到La1.2Fe13-xSix系列化合物在1100摄氏度下短时间退火后形成稳定的Na Zn1 3型结构相。分析还表明该系列化合物在Si含量较少时,含有少量的α-Fe相和富镧相。磁性测量表明居里温度随着Si含量的增加由183K近线性的增加到214K,热滞随着Si含量的增加而减小。在各自的居里温度附近观察到由磁场引起的变磁转变特性,且随着Si含量的增加而减弱。磁熵变的最大值随着Si含量的增加而减少。     

磁制冷材料的磁熵变热力学研究

根据热力学知识,分别从磁制冷材料的内能和吉布斯自由能角度出发,比较详细地推导了表征磁制冷材料性能的一个重要指标——磁熵变（△SM）,在等温条件下的理论表达式,研究表明采用两种不同的推导方法的结果是一致的．     

元素合金化对NiFeGa合金马氏体相变特性的影响

采用电弧炉熔炼和急冷快淬吸铸的方法制备Ni-Fe-Ga-X(X=Si, Ge, Al, Co)合金,利用光学显微镜、X射线衍射和示差扫描量热仪,研究了Si, Ge, Al, Co元素合金化对Ni-Fe-Ga合金显微组织、晶体结构和马氏体相变特性的影响.研究结果表明,Si, Ge, Al替代Ga元素后,室温下表现出良好的热弹性马氏体特征,随着其含量增加,合金的马氏体相变特征温度线性下降;而Co替代Ga元素,具有M+γ双相显微组织结构,其相变特征温度随Co含量增加而显著提高.电子浓度和晶胞体积是影响Ni-Fe-Ga-X合金马氏体相变特征温度两个重要的因素.一方面,随着电子浓度的增加,合金的马氏体相变特征温度升高;另一方面,晶胞体积收缩也有利于提高马氏体相变特征温度.