【摘 要】
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用固态磁性材料作为制冷工质的磁制冷是一种环境友好、高效率的制冷方式,是典型的节能减排项目。其原理是磁性材料等温磁化时放热,绝热退磁时吸热。磁制冷受到国内外学者的高
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用固态磁性材料作为制冷工质的磁制冷是一种环境友好、高效率的制冷方式,是典型的节能减排项目。其原理是磁性材料等温磁化时放热,绝热退磁时吸热。磁制冷受到国内外学者的高度重视,特别是La(FexSi1-x)13基磁制冷材料因其具有较高的磁热效应及材料价格廉价、储量较大等因素,近些年被人们广泛研究。但La(FexSi1-x)13基合金磁相变点（TC）远低于室温,同时该材料力学性能较差等妨碍了该类材料的实际应用。人们通过吸氢或用Co替代Fe等方式将TC点提高到了室温附近,并且TC点连续可调节。但力学性能、磁相变温区及制冷能力等低于金属钆。本文通过在La（Fe,Co,Si）13基和La/Ce（Fe,Mn,Si）13Hy基合金中添加微量元素Al,重点研究其结构、磁相变点（TC）、磁热性能、力学性能及制冷能力等。采用工业纯原材料,用高频悬浮炉制备了LaFe11.92-xCoxSi1.08Al0.3和La0.75Ce0.25Fe11.75-xMnxSi1.25Al0.3Hy系合金样品,并采用中频感应炉制备了公斤级LaFe11.92-xCoxSi1.08Al0.3系合金。合金经过热处理退火,主相呈现NaZn13相,同时含有少量富La相和?-Fe相。研究表明:添加微量Al元素的LaFe11.92-xCoxSi1.08Al0.3系合金具有较大的等温磁熵变（35）Sm和绝热温变（35）Tad（1.5T）,但比不含Al的合金的等温磁熵变（35）Sm和绝热温变（35）Tad均略有降低。随着Co含量增加,TC点增大,绝热温变（35）Tad值和等温磁熵变（35）Sm值均降低。在LaFe11.12Co0.8Si1.08合金中添加微量的Al元素,抗压强度略有提高。添加微量Al元素的La0.75Ce0.25Fe11.75-xMnxSi1.25Al0.3Hy系合金具有较大的等温磁熵变（35）Sm和绝热温变（35）Tad,但比不含Al的合金的等温磁熵变（35）Sm和绝热温变（35）Tad均降低。随着Mn含量的增加,TC点降低,绝热温变（35）Tad值和等温磁熵变（35）Sm值均降低。在LaFe11.92-xCoxSi1.08系和La0.75Ce0.25Fe11.75-xMnxSi1.25Hy系合金中添加微量的Al元素,提高了半峰宽δT,尽管绝热温变（35）Tad值和等温磁熵变（35）Sm值均降低了,但制冷能力不但没有降低,反而均有所提高。采用LaFe11.92-xCoxSi1.08Al0.3系或La0.75Ce0.25Fe11.75-xMnxSi1.25Al0.3Hy系合金制冷,需要多个TC系列合金排列叠加在一起,能够达到金属Gd涵盖的制冷温区。
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