热处理工艺对( Mn,Fe)2(P,Si)系列化合物磁性的影响

用机械合金化方法成功制备了Mn1.35Fe0.65 P1-x Six(x=0.56和0.57)化合物,分别采用了两种不同的工艺对化合物进行热处理.用X射线衍射仪、振动样品磁强计和绝热温变测量仪分别对样品的结构、等温磁熵变和绝热温变进行了测量.实验结果表明,经过两种不同热处理工艺处理的化合物都形成了Fe2P型六角结构,空间群为P62m,在经过淬火处理的Mn1..Fe0 eP0..Si0.56化合物中存在少量的(Mn,Fe) 5Si3第二相,空间群为P63/mcm.样品的居里温度都在室温附近,在278 ～296 K之间变化,不同热处理工艺对化合物的居里温度具有一定的影响.经过淬火处理的化合物存在较小的热滞和较大的等温磁熵变,两种化合物的热滞都由自然冷却处理时的5K降低到淬火处理时的3K.当Si的含量分别为0.56和0.57时,与经过自然冷却处理的化合物相比,经过淬火处理的化合物的最大磁熵变分别提升了33％和20％.在经过淬火处理的Mn1.35Fe0.65P0.44Si0.56化合物磁熵变最大,磁熵变的最大值为4.3J·kg-1·K-1.经过自然冷却处理的Mn1.35 Fe0.65P0.44 Si0.56化合物的最大绝热温变为1.2K.低成本的原料、较小的热滞、理想的制冷温区和较大的磁热效应使得Mn1.35 Fe0.65P1-xSix这一系列化合物在室温磁致冷方面有应用前景.     

La0.8Ce0.2(Fe1-xCox)10.5Si2.5金属间化合物晶体结构和磁熵变特性研究

通过X射线衍射和磁性测量等手段对金属间化合物La0.8Ce0.2(Fe1-xCox)10.5Si2.5(x=0,0.02,0.04,0.06)系的结构、磁性以及磁熵变进行了研究.实验发现,La0.8Ce0.2(Fe1-xCox)10.5Si2.5系的晶体结构均保持立方NaZn13型结构.随着Co含量x的不断增大,晶格常数将单调减小,居里温度TC呈单调增加.当x=0.02时,该化合物在居里温度TC～239K具有较高的磁熵变︱ΔSM︱,在1 T的磁场下(ΔSM)max为2.87 J·kg-1·K-1.当x=0.04和0.06时,居里温度在室温附近,磁熵变有了一定程度的降低,但仍有可观的磁熵变.最后,对该系列合金作为近室温磁制冷工质的可能性作了适当地探讨.     

La0.85 Ce0.15Fe11.4Si1.6合金磁热效应的间接测量和直接测量

采用X射线衍射和磁性测量等手段研究了金属间化合物La0.85 Ce0.15Fe11.4Si1.6的结构和磁热效应.结果表明,该化合物在211K附近经历了从铁磁到顺磁的二级相变.当外加磁场从OT增加到1.5T时.磁熵变为4.98J/kg·K.通过直接测量的方法得到了La0.85 Ce0.15Fe11.4Si1.6化合物在211K的1.0T～0T退磁场的绝热温变为1.1K.大的熵变值和绝热温变表明La0.85 Ce0.15Fe11.4Si1.6化合物很有潜力作为相应温区的磁制冷材料.     

LaFe11.2Co0.7Si1.1Bx合金在室温区的大磁热效应

从室温磁制冷目的出发,用工业纯原料制备了具有NaZn13型结构的稀土铁基化合物LaFe11.2Co0.7Si1.1Bx(x=0,0.1,0.2,0.25,0.3,0.4,0.5),并对其磁热效应进行了研究.实验结果表明,LaFe11.2Co0.7Si1.1Bx合金在室温区具有大磁热效应,在x＝0.2时,磁熵变|ΔSm|的峰值位于居里温度TC＝270K处,1.5T外磁场下达到7.3J/kg·K,直接测量绝热温变ΔTad达到2.7K;B元素作为置换原子和间隙原子进入NaZn13相,显著提高了合金的磁熵变和居里温度.     

GdDyFe和GdTbFe合金的磁热效应研究

研究了 Gd0 .5Tb0 .5- x Fex 及 Gd0 .5Dy0 .5- y Fey(x=0 .2 ,0 .3,y=0 .2 ,0 .3)系列稀土合金在 2 6 0～ 2 90 K温区范围的磁熵变 ,发现这二种系列合金均具有较大的磁熵变△ SM,适合作为低磁场下 (～ 1.5 T)的室温磁制冷材料。     

Ni_(43)Mn_(46-x)T_xSn_(11)(T=Fe,Co,Ni)合金的马氏体相变和磁熵变

通过示差扫描量热仪和振动样品磁强计对Ni43Mn46-xTxSn11(T=Fe,Co,Ni)铁磁形状记忆合金的相变、磁性以及磁熵变进行了研究。结果表明,由于价电子浓度的增加,Fe,Co,Ni替代Mn使马氏体转变温度大幅提高。Fe,Ni掺杂对马氏体居里温度(TCM)影响不大,Co则使TCM略有下降;奥氏体居里温度(TCA)对成分比较敏感,Fe,Ni的加入均使TCA略有提高,而Co则会大大提高TCA。由于马氏体相变伴随着磁化强度的突变,Ni43Mn46-xTxSn11合金在马氏体相变附近具有较大的低场磁熵变,对于Ni43Mn41Co5Sn11在室温1T磁场下磁熵变达到了19J.kg-.1K-1。通过调节成分,磁熵变峰值温度可以在199和294K之间调节,同时保持了较大低场磁熵变。     

室温磁制冷材料研究现状及发展前景

对室温磁制冷材料的研究现状进行了概述,重点介绍了Gd-Si-Ge系合金,Heusler合金Ni-Mn-Ga和NaZn13型化合物LaT13(T=过渡族掺少量其他金属)及MnFePAs系过渡金属基化合物,对室温磁制冷材料的研究现状及材料与磁制冷技术的发展前景进行了分析。     

La0.6Pr0.4Fe11.4Si1.6B0.2合金及其氢化物的磁热效应

研究了La0.6Pr0.4Fe11.4Si1.6B0.2合金及其氢化物La0.6Pr0.4Fe11.4Si1.6B0.2Hy的制备工艺与磁热效应。室温XRD分析与SEM成分分析表明La0.6Pr0.4Fe11.4Si1.6B0.2合金主相为NaZn13型立方结构(空间群为Fm-3c),存在富La相(空间群为P4/nmm)与富Fe相。氢化物La0.6Pr0.4Fe11.4Si1.6B0.2Hy的晶格常数a由合金的1.2295 nm增大到1.2491 nm。DSC测定氢化物的氢含量y约为1.7。磁性测量结果表明:氢化物La0.6Pr0.4Fe11.4Si1.6B0.2Hy的居里温度TC由合金的198 K增至325 K,提高了127 K。在0～1.5 T外磁场下合金与氢化物最大磁熵变-ΔSmMax均为9.1 J.kg-.1K-1。氢化物La0.6Pr0.4Fe11.4Si1.6B0.2Hy在室温下搁置190 d后物相与磁热效应基本保持不变。     

直接测量(Nd1-xCex)2Fe17化合物的磁热效应

用真空高频悬浮炉在氩气保护下熔炼了(Nd1-xCex)2Fe17系材料(x=0.32,0.41,0.60).通过x射线衍射对退火前后的样品进行相结构分析.在磁场H=1.5T条件下,用永磁式室温磁热效应测量仪和VSM直接测量了三个样品的绝热温变 ΔTad及测量并计算了Nd1.18Ce0.82Fe17样品的ΔSm.随着Nd含量的增加,(Nd1-xCex)2Fe17系合金的磁相变温度显著提高,同时,绝热温变ΔTad略有增加,有望成为具有实用价值的室温磁制冷材料.     

稀土基室温磁工质的开发与磁制冷机的研究进展

作为一种固态制冷技术，室温磁制冷技术具有环境友好、能效高、运行可靠等优点，被公认有望替代传统的气体压缩制冷。磁制冷技术利用磁工质的磁热效应和主动式磁蓄冷技术实现制冷，主要集中于具有大磁热效应的磁工质的研发、永磁系统的设计以及换热系统的优化。二十世纪末至今，中国、美国、丹麦、德国、意大利、法国、斯洛文尼亚等国家先后开展了磁制冷方面的相关研究。本研究主要综述了现已在磁制冷机中取得应用的室温磁工质和室温磁制冷机所能达到的性能指标。已取得应用的室温磁工质可分为一级相变材料和二级相变材料，一级相变材料主要指La(Fe, Si)₁₃基化合物，二级相变材料主要是金属Gd及其合金，为室温磁制冷机中普遍采用的磁工质。根据运行方式的不同，室温磁制冷机可分为往复式磁制冷机和旋转式磁制冷机。从运行频率、磁工质、温跨、制冷能力等方面，本研究对比了不同典型的室温磁制冷机的性能。     

Study of Magnetic Entropy Changes in Gd1-x Tx ( T = Ti, Cr, Fe and Cu) Alloys

Magnetic refrigeration techniques based on the magnetocaloric effect (MCE) were demonstrated as a promising alternative to conventional vapour-cycle refrigeration.Recently, scientists focused their research on room temperature magnetic refrigeration.The rare earth Gd metal is regarded as a prototype for room temperature magnetic refrigerant.Considering the various requirements in application, it is necessary to search for the magnetic refrigerant possessing qualities as good as Gd but having different Tc above or below room temperature.In this article, we report the magnetic entropy changes in Gd1 -xTx(T = Ti, Cr, Fe and Cu) alloys.With a small quantity of T atoms introduced in Gd, the Curie temperature increases.The values of magnetic entropy change in these alloys are almost the same as or a little less than that of Gd.But the refrigerant capacities of these alloys are obviously larger than that of Gd.All these facts suggest that Gd1-xTx(T = Ti, Cr, Fe and Cu) alloys may be good refrigerants for room temperature magnetic refrigeration.     

Magnetic Entropy Change of （Gd1-xREx）5Si4（RE = Dy, Ho） Alloys

Magnetic Entropy Change of (Gd_(1-x)RE_x)_5Si_4(RE=Dy, Ho) Alloys     

Effect of Interstitial Atom Nitrogen on Properties of RE2Fe17 Compounds

The electronic structure and atomic magnetic moments of clusters NdFe6, NdFe6N3 and Fe8 with a dumbbell atom-pair in rare earth-transition element compounds NdEFe17Nx(x=0, 3) were studied by spin-polarized MS-Xα method. The results are as follows: There are three negative exchange couplings between Fe(c) and Fe(f) atoms in Nd2Fe17, which occur at their odd parity orbitals. Compared to the results of α-Fe calculated by the MS-Xα method, the low Curie temperature of compounds RE2Fe17 can be explained satisfactorily. (2) There is only one weaker negative exchange coupling orbital leaving in between Fe(c) and Fe(f) sites in Nd2Fe17N3. These results may be helpful for understanding the effect of interstitial atom M(M=N, H or C) in Fe2Fe17Mx on Curie temperature. The other key factors affecting the Fe-Fe exchange coupling in Fe2Fe17 compounds were also discussed.     

Magnetocaloric Properties of （Gd1-x Tbx ）3 Al2 Compounds Near Room Temperature

Recentlytherehasbeenaninterestinmagneticrefrigerationstudiesduetoitspotentialasanenergysavingtechnology[1～ 5] .Theefficiencyofmagneticre frigerationcriticallydependuponmagneticrefriger ants .Forthebestrefrigerantperformance ,verylargeisothermalmagneticentropychangeΔSisrequired ,andthemaximumvalueofΔSmustexistoverawiderrangeoftemperatures[2 ] .Recentdiscoveryofgiantmagnetocaloriceffect(MCE)ΔSinfirst ordertransi tionmaterialsgivesfurtherimpulsetowardsthedevel opmentofbothnewmaterialsandmag…     

LaGd_(0.1)Fe_(11.4-x)Co_xSi_(1.6)(x=0.1,0.3,0.5,0.7,0.9)合金的磁热效应

研究了LaGd0.1Fe11.4-xCoxSi1.6(x=0.1,0.3,0.5,0.7,0.9)系列合金的结构以及磁热效应。室温XRD分析表明该系列合金除微量的α-Fe相外,均具有立方NaZn13型立方单相晶体结构,空间群为Fm-3c。晶格常数没有明显变化,分别为1.1458,1.1454,1.1458,1.1459,1.469nm。磁性测量表明该系列合金的Tc随着Co含量的增加而增加,分别为212,231,253,281,302K。在外磁场变化ΔB=1.5T时,最大的磁熵变随着Co含量的增加而减少,由x=0.1的13.8J降为x=0.9J.kg-.1K-1的1.5J.kg-.1K-1。并且随着Co含量的增加存在由一级相变转为二级相变的趋势。     

Research Advance on Magnetocaloric Effect of La-Fe-M(Al, Si) Compounds

Inviewofenergysavingandenvironmentalpro tection ,magneticrefrigerationnearroomtemperaturehasastrongimpactonconventionalgascompressiontechnology .However ,coolingefficiencyofthesystemformagneticrefrigerationismainlydecidedbythemagnitudeofmagnetocaloriceffectformagneticrefrig eratingmaterialsinthesystemunderacertainmagnet icfieldchange .Therefore ,developmentofnewrefrig eratingmaterialswithgreatmagnetocaloriceffectnearroomtemperatureisespeciallyimportant .Therearetwoparameterswhichareusedtochara…     

MnFe1-xTixP0.63Ge0.12Si0.25（x=0,0.01,0.02,0.03）系列化合物的磁热效应

通过X射线衍射分析(XRD)和振动磁强计(VSM)磁性测量,研究了替代元素Ti替代Fe元素含量的MnFe1-xTixP0.63Ge0.12Si0.25(x=0,0.01,0.02,0.03)系列化合物的物相结构与磁热效应的影响。结果表明:该系列化合物的结构为Fe2P型六角晶系结构,空间群为P62m。主相均为(Mn,Fe)2(P,Ge,Si),并含有少量的第二相(Mn,Fe)3Si相。随着Ti原子替代Fe原子的增加化合物的晶格常数a增大,晶格常数c略有减小,晶胞体积V基本保持不变。随着Ti含量增加居里温度(TC)减小,热滞ΔThys的大小改进不太明显。MnFeP0.63Ge0.12Si0.25的TC为305 K,当外磁场变化为0～1.5 T时最大磁熵变的绝对值为14.8 J.(kg.K)-1。     

哈斯勒合金Ni-Mn-Sn的磁热效应

采用真空电弧熔炼法和高温淬火法制备了四元哈斯勒合金Ni50-xCuxMn36Sn14(x=0,2,4,6)的化合物。用X射线衍射仪和振动样品磁强计研究了合金的物相与磁热效应。结果表明,部分Cu元素对Ni的替代,并没有改变三元哈斯勒合金Ni-Mn-Sn原有的晶体结构,只是晶格常数开始有减小的趋势,晶胞的体积没有发生太大的变化。M-T曲线的结果表明,该系列哈斯勒合金样品在奥氏体相的铁磁交换作用增强,导致居里温度升高,而结构相变温度降低。此外,通过麦克斯韦方程计算了该系列合金的磁熵变(-ΔSm),在磁场变化为1.5 T的情况下,获得了Ni46Cu4Mn36Sn14合金在330 K附近的最大磁熵变(-ΔSmmax)约为2.0 J·(kg·K)-1。     

Effect of praseodymium and cobalt substitution on magnetic properties and structures in La(Fe_(1–x)Si_x)_(13) compounds

Magnetic properties and structures in La1-zPrz(Fe0.895–xCoxSi0.105)13 (x=0.07, 0.08; z=0, 0.2, 0.4) compounds were investigated. When Pr and Co substituted for La and Fe, the Curie temperature of the compounds was adjusted to around room temperature. The magnetic phase transition was driven from first-order to second-order due to Co substitution. As a second-order phase transition material, the MCE of La0.6Pr0.4(Fe0.825Co0.07Si0.105)13, whose relative cooling power was 175 J/kg under a field change of 2 T, ...