论文部分内容阅读
自从1881年发现磁热效应以来,磁制冷作为一种高效、可靠的绿色制冷技术引起国内外的广泛重视。80多年的磁制冷研究历史使其在低温领域内的研究和应用已比较成熟,但是室温磁制冷技术有诸多不完善,磁制冷材料为其中之一。近年来,世界学者对磁制冷材料作了大量的研究,例如钙钛矿化合物La1-xBaxMnO3、Gd5(SixGe1-x)4合金、Mn系合金、La(FeM)13化合物、2:17型化合物、稀土金属及化合物等。但就室温磁制冷商品化而言,材料所提供的磁热效应均较低或居里温度不在室温附近等缺陷。本文在阅读了国内外大量文献后,主要针对不同工艺制造的La-Fe-Co-Si-B合金、Gd-Si-Ge-Fe合金以及Nd-Ce-Fe合金的磁热效应作了研究,研究结果表明:不同工艺制造的LaFe11.9-xCoxSi1.1B0.25系列化合物,通过研究表明:在相同热处理条件下,通过XRD分析可知,铸锭样品的α-Fe相要少于甩带样品。通过扫描电镜能谱分析可知,铸锭样品的NaZn13相要多于甩带样品。通过磁性测量可知,铸锭样品的磁热性能要优于甩带样品。伴随Co的加入,居里温度增加,等温熵变、绝热温变值降低。在相同条件下,同一样品随着甩带速度的增加,等温熵变、绝热温变值降低。由此可看出,随着冷却速度的增加,磁热性能下降。此外,随着研磨时间的延长,制粉样品的温变值下降,退火样品的温变值要弱于没退火的。但粉末冶金在磁性能上不及铸锭样品。由XRD分析可知:LaFe11.2Co0.7Si1.1B0.25合金随着退火时间的延长,α-Fe相(杂质相)先减小后增加。通过扫描电镜能谱分析可知:铸态LaFe11.2Co0.7Si1.1B0.25合金主要是由富铁相与富镧相组成。退火6h样品的基相La:(Fe,Co,Si)更接进1:13,即更接近NaZn13。通过磁性测量可知:随着退火时间的延长,绝热温变值先增加后降低。当随着退火时间延长到72h,居里温度值增加到10℃。2:17型化合物具有价廉、无毒、居里温度可调且具有大磁热效应而引起广大学者的关注。本文研究表明:通过退火可使(Nd1-xCex)Fe17化合物的α-Fe相减少,从而使磁热效应增强。同时,伴随Nd含量的增加,α-Fe相、Fe2Y相、Fe7Nd相均减少。且居里温度与x接近线性关系。此外,通过磁性测量可知:Gd-Si-Ge合金的磁热效应对纯度非常敏感、加入Fe元素可使Gd-Si-Ge合金的居里温度提高。退火对Gd-Si-Ge合金的磁热性能有不利影响。