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综合对比各种室温磁制冷材料,MnFe(P,Si)系列化合物以其环境友好、性能优越、价格低廉、制备工艺成熟简单等优点脱颖而出。为了进一步提高它的商业应用价值,研究人员相继开展了大量深入细致的研究工作。本文作者通过实验,对Mn2-xFexP0.48Si0.56(x=0.55,0.60,0.65,0.70)系列化合物的物相结构、磁热性能、电子输运性能等做了一些研究和探索。 论文第一章简要综述了磁制冷技术的研究历程、磁制冷材料的研究进展,概述了室温磁制冷材料的选择依据及其应用前景。 第二章简要介绍了制备、测试Mn2-xFexP0.48Si0.56(x=0.55,0.60,0.65,0.70)系列化合物过程中用到的实验仪器、设备及一些软件,同时给出了测试流程。 第三章着重研究了Mn2-xFexP0.48Si0.56(x=0.55,0.60,0.65,0.70)系列化合物的物相结构、电镜能谱。实验结果表明:该系列化合物成相均匀,具有典型的Fe2P型六角结构、空间群为P-62m,晶格常数(a,c)随着Fe含量的变化而有规律地变化;通过扫描电镜进一步确定了XRD分析结果的准确性,经过能谱分析可知该系列化合物成相、结构单一,不存在杂相。 第四章重点研究了Mn2-xFexP0.48Si0.56(x=0.55,0.60,0.65,0.70)系列化合物的磁性与磁热效应。实验结果表明:随着Fe含量的增加,化合物的磁性增强,居里温度升高,最大等温磁熵变也在增加,热滞没有明显的变化规律;当x=0.70时,居里温度升至286.6K、外场变化1.5T时,最大等温磁熵变值为7.79J/kgK。随着温度的升高材料经历了铁磁到顺磁的一级相变,居里点附近没有发生场致变磁转变,综合看来该系列材料具有较好的磁热性能。 第五章重点研究了Mn2-xFexP0.48Si0.56(x=0.55,0.60,0.65,0.70)系列化合物的电子输运性能。实验结果表明:掺杂了半导体元素后材料的电阻率明显上升,掺杂比例不同,电阻率的变化也不相同,在温度为300K、零外磁场的条件下,该系列化合物的电阻率在(7.19~71.63)μmΩ之间变化。增大外场,电阻率也会明显上升;电阻率在小于居里温度的温区范围内呈现出典型的金属导电性,温度升高,电阻率发生突变,越过居里温度后电阻率急剧减小,电阻率的突变反映出材料的磁相发生了转变;当外场变化1.5T时,材料的磁电阻效应在4.86%~30%之间变化,过程中存在磁滞,磁滞没有明显的变化规律。