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利用一级相变磁热效应材料把热能直接转换成电能的热磁发电是一种新型发电技术。本文工作主要包括:(1)研究Mn13 Feo.7PxSi1-x化合物的相变和磁热效应。(2)设计制作简单的热磁发电演示装置。(3)Mn1.2Feo.7Po.4Sio.6化合物的制备、结构、磁性及热磁发电性能。本文主要研究结果如下:(1)用高能球磨机械合金化技术和固相烧结合成方法制备了Mn1.3Feo.7PxSi1-x(x=0.45,0.46,0.50,0.55)系列化合物。通过调节P和Si的比率,研究了该系列化合物的相变性质和磁热效应变化规律。磁性测量结果表明,随着P含量的增加该系列化合物的Tc降低,最大等温磁熵变值分别为:9.3,8.0,6.4,11.3 (J/kgK)(0-1.5 T)。随着Si含量的增加,该系列化合物的热滞ΔThys逐步降低,其值分别为:2,2,5,10K。热滞的存在表明,该系列化合物相变属一级相变。该系列化合物的巨磁热效应起因于一级相变。(2)设计制作了一台热磁发电演示仪。该热磁发电演示仪主要有以下优点:①设计框架比较简单,主要设备是电磁铁、感应线圈和热水器。用绕线机制出了砸数分别为1000,1500,2000和2710的螺线管式感应线圈。②该发电机是把热能直接转换成电能的热机,减少了中间的机械传动环节所以与现有发电技术不同。③该热磁发电机的最大特点是利用了一级相变巨磁热效应材料来产生电。一级相变材料(Mn, Fe)2(P,Si)具有大范围的可调居里温度,所以该热磁发电机可利用余热来实现发电。(3)研究了Mn1.2Fe0.7P0.4Si0.6化合物的热磁发电性能。在做Mn1.3Fe0.7PxSi1-x系列化合物的基础上,进一步探索制备出了居里温度为337K的化合物Mn1.2Fe0.7P0.4Si0.6。X射线衍射谱表明,该系列化合物形成Fe2P型六角晶体结构,空间群为P-62m,并存在少量的Mn5Si3相。磁性测量结果表明,该系列化合物呈现从铁磁状态变为顺磁状态的一级相变,并伴随巨大的磁化强度的变化。该系列化合物在0~1.5 T磁场下;最大等温磁熵变约为11.3 J/kgK,相比二级相变材料金属Gd的等温磁熵变3倍。根据材料的这一特性,我们设计制作了热磁发电演示装置,并成功演示了热流引起材料的相变而产生的电流。实验中,分别采用不同质量的材料、不同砸数的线圈、不同磁场的三种方案测试了Mn1.2 Fe0.7P0.4Si0.6化合物的热磁发电性能。首先,将质量分别为10g,20g,30g,40g和50g的化合物在磁场为533mT的条件下测试发电性能,结果表明随着质量的增加产生的电流也增加。第二,在砸数为1000,1500,2000和2710的螺旋式感应线圈里放进相同质量(10g)的材料,测试其发电性能。测试表明随着感应线圈砸数的增加产生的感应电流也随之增加。第三,相同质量(50g)的材料,在磁场分别为465 mT、497 mT和535mT的条件下测试发电性能。测试表明随着磁场的增加产生的感应电流稍有增加的趋势,但不是很明显。最后,相等条件下比较了Mn1.2Fe0.8P0.4Si0.6化合:物和Mn1.1Fe0.9P0.4Si0.6化合物的热磁发电性能。Mn1.1Fe0.9P0.4Si0.6化合物的居里温度为360K。X射线衍射谱表明,该系列化合物形成Fe2P型六角晶体结构,空间群为P-62m,并存在少量的Mn5Si3相。磁性测量结果表明,该系列化合物呈现从铁磁状态变为顺磁状态的一级相变并伴随巨大的磁化强度的变化。该化合物在0~1.5 T磁场下,最大等温磁熵变约为9.8J/kgK。热磁发电性能结果表明,本热磁发电演示模型中Mn1.2Fe0.8P0.4Si0.6化合物的热磁发电性能比Mn1.1Fe0.9P0.4Si0.6化合物的好。研究结果表明Mn1.2Fe0.8P0.4Si0.6化合物具有良好的热磁发电性能。