Gd_3Al_(2-x)Ga_x系合金磁热效应的研究

对经真空高频磁悬浮炉熔炼、900℃30 h热处理的Gd_3Al_(2-x)Ga_x(x=0,0.1,0.2,0.3)系列合金的组织结构和磁热效应进行了研究。研究发现,Gd_3Al_(2-x)Ga_x系列合金保持了Gd3Al2的简单正方晶体结构,热处理后基相Gd_3Al_2的含量增加,随着Ga含量的增加,Gd_3Al_(2-x)Ga_x合金的居里温度变化在1 K~2 K之间,在1.5 T的外加磁场下,△S_m-T曲线半峰宽几乎不变,Gd_3Al_(1.8)Ga_(0.2)合金的最大磁熵变最大,超过Gd_3Al_2的最大磁熵变30%。少量Ga替代Al可以提高Gd_3Al_2合金的磁热效应。     

磁热效应合金Gd5(Ge1-xMx)4的结构

用磁控电弧炉在氩气气氛中熔炼了Gd5(Ge1-xMx)4(M=Mo、Al、Cr和Ga)系列合金。对样品的结构、显微组织和磁热性能进行了研究,研究发现随着M元素含量的增加,晶体结构会发生由5∶4型正交结构→5∶2∶2型单斜结构→5∶4型正交结构的转变,晶态组织出现非共晶→共晶→非共晶的转变,样品的磁热效应会随着M元素的含量增大而增大。     

MnP_(1-x)M_x系列合金的磁热效应

研究了1∶1型MnP基系列合金MnP1-xMx(M=Si,Sb,Ge,Zn,Sn)(x=0,0.1)的结构及其磁热效应。室温X射线衍射表明该系列合金的主相结构均为正交MnP结构,空间群为Pnma。在用Ge,Sb,Zn,Sn作为替代元素的合金中存在少量第二相Mn5.64P3。磁性测量表明该系列合金MnP1-xMx(M=Si,Sb,Ge,Zn,Sn)(x=0,0.1)的存在由铁磁-顺磁的二级相变。其居里温度Tc分别为286,295,294,295,295K。通过磁化曲线计算了MnP1-xMx(M=Si,Sb,Ge,Zn,Sn)(x=0,0.1)合金的最大等温磁熵变-ΔSm,均在0.7～1.3J.kg-.1K-1之间。     

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。     

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。     

La_(1.1)Fe_(11.4)Si_(1.55)Ge_(0.05)合金的磁热效应

使用电弧熔炼法制备了La1.1Fe11.4Si1.55Ge0.05合金。研究了用少量的Ge替代Si后,La1.1Fe11.4Si1.55Ge0.05合金的磁性和磁热效应。粉末X射线衍射结果表明:在1273K真空退火处理10d后,合金La1.1Fe11.4Si1.55Ge0.05主相为NaZn13型立方结构,存在微量的α-Fe相。热磁曲线M-T与Arrott曲线表明:在居里温度Tc=205K处发生由铁磁性(TTc)转变为顺磁性(TTc)的二级磁相变。在磁场变化0～1.5T下,根据等温磁化曲线通过Maxwell关系式计算得出最大磁熵变-ΔSmmax=9J.kg-.1K-1。Ge替代Si后该合金在其居里温度Tc处-ΔSm-T曲线半高宽增大,使合金的相对制冷能力RCP(S)有所提高。     

Gd4(BixSb1-x)3系列合金在低磁场下的磁热效应

用高频悬浮炉熔炼了Gd4(BixSb1-x)3系列合金,利用X光粉末衍射技术确定其结构。在1.3T的磁场下,利用自制的△Tad-T曲线测量仪直接测量了该系列合金的磁热效应。发现Gd4(BixSb1-x)3系列合金在低磁场下具有较大的磁热效应,通过改变Bi的含量,其居里温度在267K～332K温度之间增加,从而在一个较宽的温度范围内能获得较大的绝热温变。在对退火前后的样品进行△Tad-T测量后,发现其热稳定性很好。实验结果说明Gd4(BixSb1-x)3系列合金是一种性能良好的磁致冷材料。     

低居里点FeCrB非晶合金的磁热效应

基于输电线路抗覆冰的应用背景,通过对Fe_100-x-yCr_xB_y(x=11~20,y=9~20)的成分调节和快淬工艺参数控制,制备了同时具有低居里温度和高饱和磁极化强度的非晶带材.测试研究表明Fe₆₅Cr₁₅B₂₀和Fe₆₄Cr₁₆B₂₀的居里温度分别为28.6和11.6℃,Fe₆₅Cr₁₅B₂₀和Fe₆₄Cr₁₆B₂₀在0℃的饱和磁极化强度分别为0.69和0.62 T.设计组装了一种近似绝热磁致热功率的测量装置,用该装置对Fe₆₅Cr₁₅B₂₀和Fe₆₄Cr₁₆B₂₀两种非晶合金带的磁热功率进行了近似测量和分析.     

制作磁光盘用稀土合金靶材的制备工艺和显微组织

本文研究了用于制作磁光盘的稀土─过渡族金属合金溅射靶材的制备工艺。制备了尺寸为Φ１００×３～５ｍｍ的ＤｙＦｅＣｏ、ＮｄＤｙＦｅＣｏ、ＧｄＴｂＦｅＣｏ和ＴｂＦｅＣｏ等稀土合金靶。对制备的铸态稀土合金及粉末烧结靶中的氧含量、显微组织进行了初步分析。此外，还讨论了稀土─过渡族金属合金溅射靶的材料特性和要求。     

La1-xCaxMnO3纳米单晶丝的制备及磁热效应研究

采用化学共沉淀法和热处理的方法制备了La1-xCaxMnO3(x=0.3,0.4,0.5)系钙钛矿型氧化物(LCMO),经XRD确定样品为钙钛矿型结构。TEM分析表明样品直径约为40nm的枝节状纳米丝,用△Tad-T测量仪测量了△Tad-T。与块状样品相比居里温度的波峰变宽,绝热磁温变降低。     

CeSb_(1-)xTex混合的化合物的磁和结构的性质

为了了解晶场对 CeSb 性质的影响,研究了CeSb_1-xTex 固溶体,研究中的晶场从 CeSb 的35K到 CeTe 的约18K。在密封钼坩埚中直接反应需要量的产品,在2000℃加热并缓冷,得到 CeSb_1-xTex 单晶。发现在 CeSb_1-xTex 固溶体中晶格常数不随 X 成     

La(FeMCoSi)_(13)B_(0.25)系列合金在低磁场下的磁热效应

LaFeCoSi基合金中添加少量Cr、Ti元素,使其形成LaFe11.1-xCrxCo0.8Si1.1B0.25、LaFe11.1-xTixCo0.8Si1.1B0.25系列合金,利用磁热效应直接测量仪在1.5T的磁场下进行测量。实验结果表明:添加Cr、Ti元素都对材料的居里温度、磁热效应有影响,可利用这些合金元素在一定程度上调节材料的性能。     

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。     

热处理对LaFe_(11.2)Co_(0.7)Si_(1.1)B_(0.2)合金磁热效应的影响

在高温(1170℃)下对LaFe11.2Co0.7Si1.1B0.2合金进行0h,1h,3h,6h,24h和72h热处理,测量了其磁热效应,并利用XRD和SEM进行结构和相组织分析。结果表明合金铸态以α-Fe相为主,随着热处理时间增加,α-Fe相逐渐减少,而NaZn13相(1∶13相)增加,时间太长(72h)α-Fe相组织变大;磁热效应T-ΔTad曲线峰值也随着时间增加,在6h时达到最大值,之后下降,而居里点有所升高。     

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.     

La_(0.9)Ce_(0.1)Fe_(11.44)Si_(1.56)H_(1.56)粉末粘结块体的制备及磁热效应

通过高频熔炼、高温短时退火及吸氢的方法获得了饱和La_(0.9)Ce_(0.1)Fe_(11.44)Si_(1.56)H_(1.56)含氢合金,对吸氢后的样品进行研磨,采取粉末粘结及压制成型的方法制备出粘结La_(0.9)Ce_(0.1)Fe_(11.44)Si_(1.56)H_(1.56)块状含氢合金。利用扫描电子显微镜(SEM)、万能试验机、振动样品磁强计(VSM)及磁热效应(MCE)直接测量仪对样品的微观结构、力学性能和磁热效应进行了研究。吸氢之后含氢合金样品的Curie温度达到室温附近,但合金经吸氢后沿其晶界碎裂,力学性能下降,不适合磁制冷机的运行环境。在700 MPa的压力下,采用环氧树脂粘结的方法把脆化的含氢合金压制成圆柱状块体。粉末粘结后的含氢合金块体为多孔结构,在不同的颗粒之间存在有大量的孔隙和边界,研磨后粒度0.20 mm的块状含氢合金的最大抗压强度达到205 MPa。在1.5 T的低磁场下,具有比二级相变材料Gd金属和La-Fe-Co-Si-B合金更优异的磁热性能,绝热温变和等温磁熵变的最大值分别达到2.7 K和7.5 J·(kg·K)~(-1),可以作为室温磁工质应用于磁制冷机中。     

稀土La对(Ag-Cu8)-25Sn-xLa合金微观结构及凝固机制的影响

研究了稀土La对(Ag-cu28)-25SnxLa合金微观结构的影响,并探讨了稀土La含量的变化在其凝固过程中的作用.采用高频感应加热熔炼,经水淬制得(Ag-Cu28) -25Sn-xLa合金.通过XRD,SEM,EDS等分析手段,研究了合金的物相组成、凝固组织及元素分布情况.研究结果表明:微量的稀土La足以改变(Ag-Cu28) -25Sn合金的凝固过程;La含量不大于0.5％时,合金的物相组成为Ag3Sn,Cu3Sn和Cu6Sn5相;当La含量不小于1.0％(质量分数)时,合金的物相组成为Ag3Sn和Cu3Sn;同时,随La含量的增加合金的凝固组织不断细化,且有利于Ag(Sn)固溶体初生相的析出.     

新型三元铁基稀土化合物RE(FeT)_(12)的结构和磁特性

SmCo类磁体的价格昂贵和Co供应紧张促进了对铁基稀土永磁材料的研究开发工作。已有的结果表明,所有二元系稀土铁金属间化合物都不具有强的单轴磁晶各向异性,或其居里温度和磁化强度值太低,使其不能成为高磁性能的永磁材料。因此现在的研究工作已扩展到稀土铁的三元甚至四元化     

Gd_5Si_(1.8)Ge_(1.8)Sn_(0.4)合金的高温相变

为认识合金的高温相变,采用热分析技术对Gd5Si1.8Ge1.8Sn0.4合金可能的高温相变进行了定性研究,并利用高温XRD研究了合金在200～400℃之间的相结构。研究结果表明:升温过程中,Gd5Si1.8Ge1.8Sn0.4合金在200～300℃之间发生了由Gd5Si2Ge2-型单斜结构向Gd5Si4-型正交结构的转变。从而为探索材料方便快捷的制备工艺提供技术支持。     

铝-钪(2%)合金的制备

传统的生产铝钪合金的方法，成本高，条件复杂，不利于工业生产，我们对金属热还原制取A1—Sc合金进行了研究，简化了生产条件，降低了对原料的要求，缩短了工艺流程，降低了生产铝钪合金的成本，开拓了铝钪合金的应用市场。