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近年来,新发现和发展的磁热材料成为室温制冷技术中一个重要的标志。磁热效应在二十世纪三十年代被发现,而近几年才发现室温磁制冷技术有着极大的应用前景,并得到快速的发展。钙钛矿锰氧化物内部存在着自旋、晶格、轨道和电荷自由度之间的强烈耦合,从而产生了光、电、磁等一系列特性,同时还存在着磁电阻效应、催化性能及磁热效应。钙钛矿锰氧化物除了化学稳定性强、电阻率大、成本低、比重轻、无毒、易小型化等优点以外,在低磁场下还具有较大磁熵变以及居里温度可控这两个最主要的优势令该类化合物受到了广泛的关注。但是该类材料的磁熵变相对于其他金属类磁热材料依然较小,磁热性能易受材料结构的改变而显著变化。因此本文通过对钙钛矿锰氧化物进行A位和B位离子掺杂,研究不同离子掺杂对材料的结构、磁性及磁热效应有何影响。并且在研究过程中深入探索出在低磁场及室温下如何提高材料的磁熵变的方法和机理,使该类化合物能够成为理想的室温磁制冷材料。本文主要研究内容包括: (1)本文以Pr0.5Sr0.5MnO3为基底材料,通过固相烧结法制备A位掺杂的Pr0.5Sr0.5-x(Ba, Ce, Bi)xMnO3(0≤x≤0.1)系列样品。研究发现掺杂不同元素后结构发生改变,但是其相变类型并不改变,均为二级相变,这表明掺杂不同元素并不能在很大程度上改变基底材料的性质。随着Ba和Bi掺杂量的增大,居里温度先增大后减小,而掺Ce的样品其居里温度则不断增大,这是由于Ba和Bi掺杂后晶胞参数改变,导致A位平均离子半径和不匹配度受到影响,两者相互作用导致了居里温度的先增后减。而掺杂Ce离子后居里温度逐渐升高,达到310 K,这处于室温工作区间范围,同时,由于掺杂Ce的样品最大磁熵变|?SM|max可达1.93 J kg-1 K-1,这是金属Gd的50%,因此在室温磁制冷领域有着较好的实际应用。 (2)通过固相烧结法制备B位掺杂的Pr0.5Sr0.5Mn1-x(Fe, Co)xO3(0≤x≤0.1)样品。通过XRD、SEM及能谱分析仪测试样品的表面形貌及结构特点,通过VSM表征样品的磁性及磁热性能。发现掺杂Fe元素,样品的长程有序反铁磁有序先逐渐消失,随着掺杂量的继续增大至x=0.06时样品重新出现长程有序反铁磁有序。这是由于随着掺杂量的增大,掺杂的Fe元素并不参与Mn3+和Mn4+的跃迁作用,这导致电子宽带变窄并且电子间重合区域降低,这使得电子局域化增大。同时,长程库仑相互作用力得到增大后令长程的反铁磁电荷有序出现。