A位和B位离子掺杂对钙钛矿锰氧化物的磁热效应研究

来源 :中国计量学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:root1234789
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
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。
其他文献
本文通过对荣华二采区10
期刊
本文对基于扩散的苹果蠹蛾造成的直接经济损失的评估进行了研究。   首先,本研究进行了实地调研和文献资料的综述,前者包括甘肃和大连的调研工作,后者包括有害生物风险分析的
学位
二十四节气中的第三个节气名为“惊蛰”,它在每年rn公历3 月5 日或6 日来临.它的到来,意味着春天里最热rn闹的时段开始了.rn关于惊蛰,在解读节气的古书《月令七十二候集解》r
期刊
近年来,中国经济飞速发展,带动能源需求迅速上升,原油和成品油进口量增幅也屡创新高,柴油供应紧缺,能源问题成为最受关注的热点问题。开发可再生能源是缓解能源供应危机的有效办法
近来,在材料合成与器件制造领域,具有特定形状和高度有序结构的无机材料或者无机—有机杂化材料的可控合成是一个充满挑战性的工作。仿生合成策略被视为制备具有复杂形貌与多
高吸水性树脂是一种部分交联的新型功能高分子材料,它吸水倍率高,保水性能好,还能保肥增肥,因此被广泛应用于医疗卫生、农林园艺及工业等各个领域。目前市场上所使用的高吸水性树
这篇文章描述了两种快速分离和检测细菌的方法,一种是基于生物发光的方法,另一种是基于微流控芯片的方法。这两种方法所采用分离细菌的方法均是免疫磁性分离法。在这种方法中,分
学位
审美素养,是美育的最基本任务,也是当前中小学语文学科核心素养之一.审美素养是个体在审美经验基础上积累起来的审美素质涵养.在小学语文口语交际中,如何提高学生的审美素养
在过去的十年中,肿瘤干细胞(cancer stem cell/tumor-initiating cell,CSC/TIC)虽然受到广泛重视,但也是争论的焦点。如何正确认识CSCs假说,以及CSCs的生物学特点和CSCs的治
防火玻璃具有透明、隔热、阻燃的特点,在火灾发生时可以控制热辐射、阻挡烟雾和火势蔓延,近年来越来越广泛的应用于各类现代化的建筑当中。高硼硅玻璃具有较低的热膨胀系数、较