低磁场条件下（Gd1-xREx）5Si4（RE：Dy,Tb；x=0、0.1、0.125、0.15）合金磁热效应研究术

用高频真空悬浮炉在氲气保护下制备了（Gd1-xREx）5Si4（RE：Dy,Tb；x=0、0.1、0.125、0.15）和（Gd1-xREx）5Si4（x=0.1、0.125）合金样品，用直接测量方法测定了在永磁体提供的低磁场（H=1．3T）条件下样品的磁热效应曲线（△Tab-T）；结果表明，用稀土金属Dy、Tb分别部分替代Gd5Si4合金中的Gd原子，不能增强合金的磁热效应，但可在333～300K范围改变材料的居里温度，且磁热效应峰值范围变宽．     

TmNiIn化合物的磁性和磁致热效应

利用电弧熔炼技术得到TmNiIn稀土金属间化合物,研究其磁性和磁热效应。研究表明TmNiIn金属间化合物的晶体结构是ZrNiAl型的六方密堆积结构,是一种具有可逆磁热效应的材料。TmNiIn是反铁磁材料,其相变温度为3.5K,在液氦温度(4.2K)附近。根据等温磁化曲线并利用麦克斯韦关系式计算可以得到磁熵变与温度的关系。当磁场变化为5T时,最大磁熵变和制冷能力分别为12.1J/kg·K和138J/kg。当磁场变化为2T时,最大磁熵变5.3J/kg·K,同时在TmNiIn金属间化合物中未观察到热滞现象和磁滞损耗。大的可逆磁致热效应表明TmNiIn是一种在低温磁制冷技术中有应用前景的材料。     

Gd-Co二元非晶及晶态合金的磁性和大磁热效应

通过熔体快淬制备了Gd59Co41、Gd56Co44非晶条带,并对Gd56Co44非晶条带进行588K、10min的晶化处理。利用X射线衍射仪(XRD)分析了合金的结构,通过综合物性测量系统(PPMS)研究了合金的磁性及磁热效应。结果表明,Gd59Co41和Gd56Co44非晶条带的初始晶化温度分别为523和544K;Gd56Co44非晶条带晶化处理后获得了Ho4Co3型六方单相。非晶态和晶态合金在居里温度附近都发生铁磁到顺磁的二级相变。随着Gd/Co比例的降低,Gd59Co41和Gd56Co44非晶合金的居里温度(TC)从198K提高到217K;晶化处理后Gd56Co44合金的居里温度为218K,与非晶态合金相比变化甚微。在ΔH=5T时,Gd59Co41和Gd56Co44非晶合金的最大磁熵变(-ΔSM)和制冷能力(RC)分别为7.7J/kg·K、525J/kg和6.6J/kg·K、544J/kg;而Gd56Co44晶态合金的最大磁熵变(-ΔSM)和制冷能力(RC)分别为5.6J/kg·K和528J/kg。大的磁熵变和制冷能力,几乎可以忽略的矫顽力和热滞/磁滞效应,表明Gd-Co二元非晶和晶态系列合金是200K温区附近一类具有潜在应用价值的磁制冷工质。     

旋甩快淬带ErCoSi的各向异性磁热效应

磁制冷技术的关键在于磁热效应材料的发展。具有各向异性磁热效应的新型磁制冷材料可以用于旋转磁制冷技术而被广泛研究。研究了ErCoSi旋甩快淬带化合物的磁性、磁热效应及磁各向异性。在T_c=5.5 K处发生了铁磁(FM)到顺磁(PM)的二级相变。通过分析5 m/s-ErCoSi快淬带在磁场//和⊥横截面的两个方向的等温磁化曲线、磁熵变和磁制冷能力可知,在μ₀H=0～5 T的磁场变化时,磁场//和⊥快淬带横截面的最大磁熵变值-ΔS_M分别为17.5 J·kg^-1 k^-1和12 J·kg^-1 k^-1;制冷能力分别可达230 J·kg^-1和120 J·kg^-1.表明5 m/s-ErCoSi快淬带具有大的磁热效应和明显的磁各向异性,有望实现旋转样品磁制冷技术.     

反铁磁GdFe2Si2化合物的磁性和低温磁热性能研究(英文)

基于磁性材料相变过程中伴随的磁热效应而发展起来的磁制冷技术因其绿色环保和高效节能等优点而被广泛关注.高性能磁制冷工质材料的探索一直是本领域的研究热点也是难点之一.本文中,我们通过实验研究结合第一性原理计算,对Gd Fe₂Si₂化合物的晶体结构、磁性、磁相变以及低温磁热效应进行了系统研究,结果表明Gd Fe₂Si₂化合物基态为反铁磁且具有大的低温可逆磁热效应.在0–7 T的磁场变化下,其磁制冷参数包括等温磁熵变最大值和制冷能力分别高达30.01 J kg^-1K^-1和328.45 J kg^-1.这些磁制冷参数优于大多数目前已报道的同温区高性能稀土基磁制冷材料,表明反铁磁Gd Fe₂Si₂化合物在低温磁制冷领域同样具有潜在的应用前景.     

Co0.525Fe0.475MnP化合物的室温磁热效应和磁电阻效应

采用多步骤固态烧结方法合成了具有单一Co₂P相的Co_0.525Fe_0.475MnP化合物,其反铁磁有序温度在室温附近。在升温过程中,这种化合物经历两个连续的磁转变：在285 K发生反铁磁到铁磁的一级相变,在375 K发生由铁磁到顺磁的二级相变。在0~5 T的外磁场中,两个相变点温度对应的最大磁熵变分别为1.1 J/(kg·K)(303 K)和-2.0 J/(kg·K)(383 K)。外磁场为零时,随着温度的降低电阻率曲线在铁磁到反铁磁转变温度附近出现极小值,是铁磁有序与反铁磁有序的竞争所致。在35 K再次出现的电阻率极小值,可归因于由Fe替代Co引起的自旋无序所导致的金属-绝缘体转变。在5 T磁场中磁电阻率的最大值对应温度为200 K时的-2.5%,在反铁磁温度以上磁电阻率迅速减小。这表明,这种化合物的磁电阻效应源于外磁场对反铁磁有序的影响。     

RFe7Mn4Ti化合物的结构和磁性

利用真空电弧熔炼和真空热处理制备RFe7Mn4Ti(R=Y、Tb、Dy、Ho和Er)化合物样品。室温粉末样品的X射线衍射和热磁曲线测量表明：所有这些化合物都具有单ThMn12型结构．其晶格常数a、c和单胞体积V随着稀土元素的不同而变化。在DyFe7MmTi和HoFe7Mn4Ti化合物的热磁曲线上出现了明显的补偿特征．补偿温度分别约为123K和90K。本文还给出了这些化合物的居里温度和饱和磁化强度。     

放电等离子烧结Gd/Gd5Si2Ge2复合材料磁热效应研究

以高纯钆和Gd5Si2Ge2合金为原料,采用放电等离子烧结技术制备了两组元Gdx(Gd5Si2Ge2)1-x(x=0,0.33,0.5,0.7,1)层状复合磁制冷材料.通过自制的磁热效应测量仪器直接测量了复合材料在外加磁场1.5 T下的磁热效应(ΔTad).随着复合比例的变化,材料的最大绝热温变(ΔTad)从x=0.3时的1.6 K增加到x=0.7时的2.0 K,而最大绝热温变峰的位置从286K变到了293 K.同时,与单组元的Gd5Si2Ge2合金相比,随着钆的含量增加时,复合材料的最大绝热温变峰变宽.当x=0.7时,层状复合磁制冷材料在外加磁场1.5 T下的最大绝热温变(ΔT)在260-310K范围里从1.1 K变到2.0 K,这种材料非常适合作为室温磁制冷材料.     

Er2-xCexFe17金属间化合物的磁熵变特性研究

在氩气气氛中用熔炼法制备了Er2-xCexFe17(x=0,0.05,0.08,0.1,0.15,0.2,0.3,0.4)化合物,通过粉末X射线衍射和SQUID磁强计研究了样品的结构、磁性和磁熵变.结果表明,Er2-xCexFe17化合物具有Th2Ni17型六方结构,通过成分微调使其居里温度处在室温附近.Er2-xCexFe17化合物的λ形(-△SM)-T曲线表明其在居里点附近发生的相变属于二级相变,它使化合物可在较宽温区范围内保持较大的磁熵变.当x=0.05～0.15时,Er2-xCexFe17化合物在2.0和5.0 T外场作用下的最大磁熵变达到金属Gd的40～50%,且其化学性质稳定、制冷温区宽、价格低廉,是一类性价比较高、应用潜力较大的新型低场室温磁制冷工质材料.     

热处理对Tb0.27Dy0.73Fe2巨磁致伸缩薄膜性能的影响

本文研究了热处理对Tb0.27Dy 0.73Fe2薄膜磁性及巨磁致伸缩性能的影响.XRD分析表明制备态的Tb0.27Dy 0.73Fe2薄膜为非晶态,并且在450℃退火仍然保持非晶态,制备态的Tb0.27 Dy0.73Fe2薄膜显示垂直磁各向异性,在退火后向平行磁各向异性变化.热处理提高了Tb0.27Dy0.73Fe2薄膜在低磁场下的磁致伸缩特性.