La-Co-TM(TM=Fe,Ni)体系相平衡及化合物性能研究

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本文对La-Co-Fe和La-Co-Ni三元系相图及相关合金化合物的磁热性能进行了深入的研究,为开发La(Fe Si)13系室温磁制冷材料提供理论基础。主要内容如下:(1)利用合金法和扩散偶法测定了La-Co-Fe体系在723 K下的相平衡关系。实验结果表明,在723 K温度下,该体系存在La3Co相、La2Co1.7相、La2Co3相、L a2Co7相、La Co5相、La5Co19相、La Co13相,在富Co端证实了三元化合物La2(Co,Fe)17的存在。La-Co-Fe体系在723 K下的等温截面由8个两相区和10个三相区构成,三相区分别为βLa+La3Co+(αCo,Fe),La3Co+La2Co1.7+(αCo,Fe),La2Co3+La2Co1.7+(αC o,Fe),La2Co3+La2Co7+τ,La Co5+La2Co7+La Co13,La Co13+αCo+(αCo,Fe),La2Co7+La Co13+τ,La2Co3+τ+(αCo,Fe),La Co13+(αCo,Fe)+τ,La5Co19+La2Co7+La Co13。Fe在La Co5相中的最大固溶度为4.62 at.%,Fe在La Co13相中的最大固溶度为32.50 at.%,Fe在La5Co19相中的最大固溶度为2.01 at.%,Fe在La2Co7相中的最大固溶度为7.03at.%,Fe在La2Co3相、La2Co1.7相、La3Co相最大固溶度分别为1.61 at.%、0.41 a t.%、0.10 at.%。(2)利用合金法和扩散偶法测定了La-Co-Ni体系在723 K下的相平衡关系。实验结果表明,在723 K温度下,该体系存在La3Co相、La2Co1.7相、La2Co3相、L a2Co7相、La Co5相、La5Co19相、La Co13相、La3Ni相、La7Ni3相、La Ni相、La7Ni16相、La2Ni3相、La2Ni7相、La Ni5相、La Ni3相。该体系由16个两相区和8个三相区构成,三相区分别为:La3Ni+La7Ni3+La Ni,La7Ni16+La2Ni3+La Ni3,La Ni+La2Co3+La2Co1.7,La Ni+La3Ni+La2Co1.7,αCo+βNi+La(Co,Ni)5,La2Ni3+La Ni3+La2Ni7,La Co13+La Co5+αCo,La2Co7+La5Co19+La Co5。其中,La3Co和La3Ni,La2Co3和La2Ni3,La2Co7和La2Ni7,La Co5和La Ni5形成连续固溶体。Ni在La Co13相的最大固溶度为15.61 at.%,Co在La Ni3相的最大固溶度为18.07 at.%,Co在La7Ni3相的最大固溶度为5.62 at.%,Co在La Ni相的最大固溶度为8.49 at.%,Ni在La2Co1.7相的最大固溶度为9.61 at.%。没有发现三元化合物。(3)研究了Co的替代对LaFe11.8-xCoxSi1.2化合物磁性能的影响。实验制备的LaFe11.8-xCoxSi1.2化合物保持La(Fe Si)13的主相,伴有少量的?-Fe相和LaFe Si相。实验结果表明,随着Co含量的增加各个样品的居里温度分别为240.12 K,271.5 K,278K,290 K。居里温度明显升高,但是磁熵会下降。
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