NEGATIVE THERMAL EXPANSION PHENOMENA\par OF Mn3(Cu1-xGexN

在氮气保护下于1073 K用固相烧结法制备了Mn₃(Cu_1-xGe_x)N化合物. XRD分析表明, 这类化合物具有Mn₃CuN型反钙钛矿相结构. 采用激光干涉法测量了Mn₃(Cu_1-xGe_x)N化合物的线膨胀系数. 结果表明, 当Ge含量为0.40≦x≦0.60时, Mn₃(Cu_1-xGe_x)N在一定温度范围内出现负热膨胀现象; 随Ge含量的增加, 发生负热膨胀的温度升高且温区变宽, 而负热膨胀性能减弱. 当x=0.60时,发生负热膨胀的温度范围为250-290 K(273 K附近), 线膨胀系数为-65×10^-6 K^-1, 具备应用潜力. 热磁曲线表明, Mn₃(Cu_1-xGe_x)N化合物的负热膨胀现象发生在反铁磁性逐渐向顺磁性转变的过程中,由磁有序逐渐消失、自发磁化强度减小所引起的磁容积效应造成的.     

Sn-Doped Mn3GaN Negative Thermal Expansion Material for Space Applications

采用球磨后放电等离子体烧结的方法制了化学成分为Mn3Ga1-xSnxN(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4)的反钙钛矿锰氮化合物。研究了其热膨胀性能、导热性能和力学性能。结果表明:所有样品热膨胀性能与Sn含量有关,随着Sn含量的增加,负热膨胀温区向高温移动。其中,Mn3Ga0.9Sn0.1N化合物在279到338 K温区内的负热膨胀系数为–27.5×10-6 K-1,负热膨胀温区宽度为59 K。而Mn3Ga0.6Sn0.4N在363~400K温区内的热膨胀系数较小,接近零膨胀。此外,这类负热膨胀材料的热导率约为3.2 W·(m·K)-1,压缩强度约为210 MPa。     

适合于空间技术领域应用的Sn掺杂Mn_3GaN负热膨胀材料研究（英文）

采用球磨后放电等离子体烧结的方法制了化学成分为Mn3Ga1-xSnxN(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4)的反钙钛矿锰氮化合物。研究了其热膨胀性能、导热性能和力学性能。结果表明:所有样品热膨胀性能与Sn含量有关,随着Sn含量的增加,负热膨胀温区向高温移动。其中,Mn3Ga0.9Sn0.1N化合物在279到338 K温区内的负热膨胀系数为–27.5×10-6 K-1,负热膨胀温区宽度为59 K。而Mn3Ga0.6Sn0.4N在363~400K温区内的热膨胀系数较小,接近零膨胀。此外,这类负热膨胀材料的热导率约为3.2 W·(m·K)-1,压缩强度约为210 MPa。     

化合物Gd1-xLaxMn2Ge2(x=0.06, 0.07)中场诱导的反铁磁→铁磁一级磁相变

在脉冲强磁场中测量了Gd1-xLaxMn2 Ge2 (x =0 .0 6 ,0 .0 7)化合物在不同温度下的磁化曲线。结果表明 ,当这些化合物处于反铁磁状态的温度范围内时 ,Mn次晶格中发生了场诱导的从反铁磁状态到铁磁状态的一级磁相变。随着温度的降低 ,相变临界磁场逐渐增大 ,达到最大值后 ,随着温度的进一步降低 ,临界磁场很快减小 ;随La含量的增加 ,相变临界磁场也很快减小。在交换相互作用的分子场模型基础上 ,考虑层面间Mn Mn交换作用随晶格常数a以及温度的变化 ,从理论上计算了这种场诱导的反铁磁→铁磁一级磁相变所对应的临界磁场 ,理论计算结果较好地描述了临界磁场随温度的变化规律。理论模型也较好地解释了在这些化合物中发生的从亚铁磁结构到反铁磁结构再到铁磁结构的一级自发磁相变     

反钙钛矿结构Mn_3Ga_(0.503)Ge_(0.497)N金属化合物的性能

采用氮气保护气氛下固相烧结法制备出Mn_3Ga_(0.503)Ge_(0.497)N化合物,并对其性能进行了测试。通过多晶粉末X射线衍射进行了结构表征和热膨胀性能测试,结果表明:具有立方反钙钛矿结构的Mn_3Ga_(0.503)Ge_(0.497)N化合物在420~470 K温度范围内表现出负热膨胀性能,其平均热膨胀系数为-13.3×10~(-6)K~(-1)。磁性测试结果表明:Mn_3Ga_(0.503)Ge_(0.497)N化合物在457 K左右发生了顺磁-铁磁的磁性转变。力学性能测试结果表明:其维氏硬度范围为450~480 HV,抗压强度和压缩弹性模量分别为350 MPa和2.48 GPa,是一种高硬度脆性陶瓷材料,可以用来制造具有轻质、刚性、低膨胀和高加工性的器件。     

Mn_(1.2)Fe_(0.8)P_(0.74)Ge_(0.26-x)Se_x化合物磁热性能研究

利用机械合金化(MA)结合放电等离子烧结(SPS)技术,成功制备了Mn1.2Fe0.8P0.74Ge0.26-xSex(x=0,0.005,0.01,0.015,0.02,0.03)化合物,并采用XRD,DSC,振动样品磁强计(VSM)和磁热效应直接测量仪等手段对其晶体结构、相变过程以及磁热性能进行了研究.结果表明:该系化合物均具有六方Fe2P结构.随着Se含量的增加,晶格常数a和c都发生了明显的变化,c/a先减小,然后保持不变,最后又增大;且c/a的值与化合物的Curie温度Tc成一定对应关系,c/a减小会升高Tc,反之则降低Tc.外加磁场和温度的变化都能引起化合物产生一级磁热相变,即顺磁相(PM)?铁磁相(FM).少量Se对Ge的置换(x≤0.015)能够提高材料的磁热性能,使该系化合物的Tc升高,转变温区?Tcoex变窄,绝热温变?Tad增大;而热滞?Thys和熵变?SDSC基本不变.当x=0.01时,化合物的磁热性能最好,与x=0化合物相比,Tc升高了5.6 K,?Tcoex降低了10.6%,?Tad增加了10%,当Se含量继续增加时,化合物的磁热性能有所下降.     

Mn掺杂对Co_2B化合物结构与磁性能的影响

采用高能球磨和固相反应相结合的方法制备了Co_(2-x)Mn_xB(x=0~1.2)化合物。利用X射线衍射仪、振动样品磁强计、差示扫描量热仪(DSC)等手段对其晶体结构和磁性能进行了研究。结果表明:当Mn含量0≤x≤1.0时,该系列化合物为单一的Co_2B相,均为CuAl_2型体心正方晶体结构,空间群为I14/mcm;当Mn含量x1.0时,该化合物出现少量的MnB第二相,第二相为FeB-b型简单斜方晶体结构,空间群为Pnma。通过调节Co/Mn的比例可在较大温度区间调控该系列化合物的反铁磁(AFM)-铁磁(FM)转变、铁磁(FM)-顺磁(PM)的磁相转变。随Mn含量的增加,化合物的奈尔温度(TN)逐渐增大,居里温度(TC)逐渐减小;并通过差热分析解释了相变温度变化的原因。     

磁致冷材料研究进展

介绍了磁致冷材料磁热效应的表征方法，概述了国内外各温度区间磁致冷材料的研究进展。在20K以下温区，磁致冷材料研究主要集中在具有高导热率、低点阵热容和极低有序化温度的石榴石，如Gd3Ga5O12(GGG)，Dy3Al5O12(DAG)，Gd3Ga5-xFexO12(GGIG)及Er基磁致冷材料；20K～77K温度区间，磁致冷材料研究主要集中在重稀土金属间化合物中，如(Dy1-xErx)Al2复合材料等；在室温附近，具有大磁热效应的磁致冷材料以稀土Gd，Gd5(SixGe1-x)4(0≤x≤0．5)和MnFeP1-xAsx(0．15≤x≤0．66)合金为代表，特别是Gd5Si2Ge2(Tc=274K)和MnFeP0.45As0.55(Tc=300K)合金，在磁场5T下具有巨磁热效应，是Gd的2倍以上。总结了各温度区间磁致冷材料的选择依据。重点评述了室温磁致冷材料的最新研究成果，展望了室温磁致冷材料的发展前景。     

磁制冷材料Ni-Mn-Ga合金的连续马氏体相变与奇异热膨胀特性

为深入解磁制冷材料Ni-Mn-Ga合金的热膨胀特性,利用SEM、XRD、DSC及PPMS系统分别对合金Ni_(54+x)Mn_(19-x)Ga_(27)(x=0.2,0.6,1.0)的组分、结构、相变及热膨胀特性进行实验测试。结果表明:随着Ni含量的增加,合金的马氏体相变温度逐渐增加。当x从0.2增至1.0时,合金正反马氏体相变峰温分别从274、282 K增至300、309 K,且存在7～10 K的热滞后。在升降温过程中,x为0.2和0.6的合金出现两个连续的马氏体相变、x=1.0的合金发生磁-结构耦合转变,相变温区分别为33.5 K、35.1 K、27.5 K。零场热应变曲线表明,合金具有各向同性的热膨胀特性。马氏体相与奥氏体相的热膨胀系数分别为5.02×10~(-6)～10.31×10~(-6 )K~(-1)和3.74×10~(-6)～7.72×10~(-6)K~(-1)之间。马氏体相变过程中合金出现正热膨胀行为和奇异的负热膨胀行为,最大的负热膨胀系数约为-139.84×10~(-6 )K~(-1)。结合实验数据,从微观的角度对Ni-Mn-Ga的负热膨胀效应进行初略讨论。     

SPS制备Mn1.1Fe0.9P0.8Ge0.2Bx化合物磁热性能的研究

利用MA+SPS技术制备Mn1.1Fe0.9P0.8Ge0.2Bx(x=0,0.02,0.03,0.04)化合物并对其晶体结构和磁热性能进行研究。XRD分析结果表明:该系列化合物具有六方Fe2P结构。随着B含量的增加晶格常数a和c均发生了明显的变化,导致c/a的值先减小后增大。分别利用DSC和VSM对材料的磁热性能进行了测试,结果表明居里温度TC和熵变均与B的含量存在一个非线性关系,当B的含量为0.02时Mn1.1Fe0.9P0.8Ge0.2B0.02化合物的磁热性能最好,TC从x=0时的253K增加到263K,相应的滞后从23K下降到19K,在0~2T外磁场下的磁熵变从28.7J/kg·K增加到32.6J/kg·K。