Mn含量对Mn_(2-x)Sn_(0.5)Ga_(0.5) Heusler合金磁及磁热性能的影响

选用Mn基Heusler合金为研究对象,通过电弧熔炼和热处理制备样品,并用甩带法制成薄带形状。采用X射线衍射仪和振动样品磁强计等分析仪器测试样品的晶体结构、磁及磁热性能,分析Mn含量对材料晶体结构、磁和磁热性能的影响。结果表明,Mn_(2-x)Sn_(0.5)Ga_(0.5)合金在室温下为六方结构,在室温附近仅发生一次二阶磁性转变,无明显磁滞和热滞。居里温度和饱和磁化强度对Mn含量非常敏感,随着Mn含量升高,居里温度和饱和磁化强度均出现下降,由Mn~(1.2)Sn_(0.5)Ga_(0.5)的304 K和64.1 A·m~2·kg~(-1)分别降至Mn_2Sn_(0.5)Ga_(0.5)的262 K和46.7 A·m2·kg~(-1),这表明合金中的磁矩呈亚铁磁形态分布。由于没有磁滞和热滞,室温附近具有较大的工作温度区间,所以该材料在磁制冷领域具有很好的应用前景。     

(Mn1-xFex)5Sn3合金晶体结构和居里温度

用粉末冶金法(磁场压制烧结)制备(Mn1-xFex)5Sn3(x=0.1～0.5)合金,对其晶体结构、居里温度进行研究。室温XRD分析表明,该系列合金均保持Mn5Sn3的InNi2型相结构,计算发现合金的晶格常数随着x量增大而减小。通过M-T曲线测量结果表明:居里温度TC在室温附近244～391K连续可调,且随着Fe含量的增加而提高,居里温度随成分近似呈线性变化;成分为(Mn0.70Fe0.30)5Sn3合金的居里温度为295K,在外加磁场为0～1.5T下,最大磁熵变约为0.87J·(kg·K)-1,是一种成本低廉的室温磁制冷候选材料。     

钕铁硼用磁温度补偿合金的成分

通过电弧炉制备了磁温度补偿合金,利用振动样品磁强计(VSM)测试了其热磁性能,并采用X射线衍射(XRD)分析其相结构,对Fe-Ni二元合金及三元合金进行了系统的研究.结果表明对于Fe-x%Ni二元合金,当31≤x≤33时,合金由γ面心和α体心立方结构组成,当x=36时,合金为γ单相结构;Mo、Mn、Si、Al、Cr等元素降低了Fe-Ni合金的居里温度、饱和磁化强度,Cu、Co、C元素提高了Fe-Ni合金的居里温度、饱和磁化强度;元素C和Mo能显著地改变合金的居里温度、饱和磁化强度,提高合金的△B/△t最大值,有利于合金磁性能的调控.     

室温磁致冷材料的研究进展

对室温磁致冷材料的最新进展作了综合报道,主要包括Gd、Gd-Si-Ge、La-Fe-(Si、Al)、Mn-As-Sb、Mn-Fe-P-As几个化合物系列。Gd,居里温度294K,其磁热性能在所有纯金属中最好;Gd5Si2Ge2,居里温度274K,在此温度处具有巨磁热效应;在La-Fe-Co-Si、La-Fe-Co-Al化合物中,改变Co的含量可以使化合物的居里温度得到调整,其磁热性能可以与Gd比拟甚至超过Gd;MnFeP0.45As0.55,居里温度308K,具有巨磁热效应,磁热性能远远超过Gd。在MnAs1-xSbx化合物中,随Sb(0相似文献   

Gd-Tb-Nd系室温磁致冷材料研究

对适用于室温区磁致冷的Gd Tb Nd系合金进行了研究。样品用Ar气保护的高频磁浮炉熔炼 ,用振动样品磁强计测量了不同温度下的磁化曲线。根据整理的磁热曲线计算出材料的磁熵改变值。结果表明 :GdxTbyNd( 10 0 -x - y) 系磁致冷材料的居里温度在室温附近 ,Tb和Nd含量的增加使居里温度降低 ;Nd含量较小时Gd Tb Nd系具有较大的磁熵改变值 ;少量Nd的加入可显著改变居里温度 ,是十分有效的制冷温区调节剂。因此 ,采用不同成分的Gd Tb Nd系材料的组合 ,可望实现在低磁场下室温附近较大温度范围的磁制冷热循环。     

Mn1.25Fe0.75P1-xSix系列合金物相形成与磁热效应

研究了Mn1.25Fe0.75P1-xSix(x=0.50,0.52,0.54,0.56,0.58,0.60)合金的物相、热滞及磁热效应。通过XRD分析表明,合金主相均为Fe2P六角结构(空间群为P 6 2m)。在不同Si含量时,合金中存在FeSi型或Fe3Si型第二相。通过调节Si和P含量的比率,合金的居里温度随Si含量的增加成线性增加,从240 K到313 K。而合金的热滞在逐渐减小。当Si含量为0.58时,在外磁场变化为0~1.5 T下合金的最大等温磁熵变为8.6 J/kg·K。     

Gd_(3-x)Mn_xAl_(1.8)Ga_(0.2)合金晶体结构和绝热温变的研究

制备了不同Mn含量的Gd_(3-x)Mn_xAl_(1.8)Ga_(0.2)(x=0,0.1,0.2,0.3)合金,研究了合金的显微结构和磁热特性。结果表明,在Gd3Al1.8Ga0.2合金的基础上,少量Mn替代Gd后合金的晶体结构和最大绝热温变没有发生变化,但居里温度从276 K提高到294 K,表明Gd_(3-x)Mn_xAl_(1.8)Ga_(0.2)合金可以作为室温磁制冷材料。     

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。     

LaMn2Ge2室温附近的磁相变与磁热性能

用非自耗真空电弧炉制备LaMn2Ge2合金,采用X射线衍射研究了合金的结构,LaMn2Ge2在常温下具有ThCr2Si2-型晶体结构,空间群为I4/mmm.利用振动样品磁强计测量合金的磁性能,根据升降温的磁化曲线所确定的合金发生反铁磁-铁磁相变温度有4.3 K的滞后,居里温度约320 K,具有一级相变的典型特征.通过不同温度的磁化曲线结果,计算得LaMn2Ge2在1.43×106A/m外场变化下居里温度附近的最大磁熵变为1.42 J/kg·K.     

Sn的加入对MnFe(P,Si)合金显微组织和磁性的影响

用高能球磨和固态烧结法制备了Mn_(1.3)Fe_(0.7)P_(0.5)Si_(0.5-x)Sn_x(x=0、0.02、0.04,原子分数)系列合金,系统研究了Sn的加入对合金显微组织、磁性和磁热效应的影响。结果表明,所有合金中都存在少量的(Fe,Mn)_3Si相,在含Sn的合金中,Sn原子并没有进入到Fe_2P晶体结构的晶格点阵位置,而是与Mn和Fe形成了Sn_2(Mn,Fe)相。Sn的加入也使合金中形成了2种成分的(Fe,Mn)_2(P,Si)相,导致样品在升温过程中出现2次铁磁-顺磁转变,对应为2个连续磁熵变峰,从而有利于合金磁制冷温区的扩展和制冷容量的提升。Mn_(1.3)Fe_(0.7)P_(0.5)Si_(0.5)合金具有优异的室温磁热效应,1.5 T磁场变化下的最大磁熵变为12.1 J/(kg·K),最大绝热温变为2.4 K,合金的热滞为3 K,Curie温度为273 K,可作为室温磁制冷的理想候选材料。     

Ni52Mn21+xGa27-x(x=0-5)磁性形状记忆合金的相变

研究了非化学计量成分的多晶Ni52Mn21+xGa27-x(x=0-5)系列合金的热弹性马氏体相变和磁相变.合金的马氏体相变温度Ms随Mn含量的增加而升高,当x＞4时,Ms已经升高到室温以上,而马氏体相变滞后△T随z的增大而减小;合金的磁相变温度TC随z增加而升高,但变化范围不大,在z＞2后,Tc保持在348 K左右.实验获得了一种具有实用前景的合金成分--Ni52Mn25Ga23合金,其马氏体相变温度在室温以上,相变滞后仅为5 K.     

Sn、Si和C掺杂对MnAl合金相结构及磁性能的影响

研究了 Sn、Si和C元素掺杂对低Mn含量MnAl合金的相结构和磁性能的影响.结果表明:Sn元素的掺杂比Si元素的掺杂更容易稳定磁性τ相.C、Sn和C、Si双元素均比单元素掺杂有利于稳定磁性相.随着Mn含量的增加,1100℃热处理后,MnAl合金相结构中出现少量高温ε相,后续再进行500℃热处理,ε相转变成磁性τ相.在...     

Ti含量对Ni53Mn23.5Ga23.5-xTix铁磁性形状记忆合金组织和性能的影响

采用光学显微镜、示差扫描热分析、交流磁化率测试和室温压缩试验等方法系统研究Ti含量对Ni53Mn23.5Ga23.5-xTix (x=0, 0.5, 2, 3.5, 8, 15)合金的显微组织、相变行为、力学行为和磁学特性的影响规律。结果表明：Ti元素在合金中的极限固溶度低于15%;随着Ti含量的增加,合金的相变温度和断裂强度及断裂应变先逐渐增加后降低,其断裂方式由沿晶断裂转变为穿晶断裂再到沿晶断裂;而合金的居里温度随Ti含量的增加逐渐降低     

LaFe11．5Si1．5By合金的磁热效应

LaFe11．5Si1．5By（y=0,0．1,0．2,0．3,0．4和0．5）系列合金,通过添加少量的B后,可以明显的缩短退火时间。晶格常数随着B含量的增加而逐渐增大。居里温度随着B的增加分别从183K升高到186K。该系列化合物的热滞很小,B的添加对其热滞几乎没有影响。在外加磁场变化为0～1．5T时,等温磁熵变的最大值从20．0J／kgK（y=O）逐渐下降到10．7J／kgK（y=0．5）。该系列化合物在B含量较低时,处于居里温度（R）之上则存在比较明显的场致变磁转变特性。随着B含量增加到0．5时,场致变磁转变特性明显减弱。     

Crystallization process and soft magnetic properties of nanocrystalline (Fe0.5 Co0.5 ) 86 Hf7 B6 Cu1 alloy used in elevated temperature applications

Nanocrystalline (Fe0.5 Co0.5 )86 Hf7 B6 Cu1 HITPERM alloy was investigated as the candidate of soft magnetic material for high temperature applications, compared with Fe86 Hf7B6 Cu1 NANOPERM alloy. Amorphous alloy ribbons were prepared by single-roller melt-spinning technology. Crystallization process of as-quenched ribbon was investigated using differential scanning calorimeter at different heating rates. The coercivity was determined from quasi-static hysteresis loop measured at room temperature using a computerized hysteresis loop tracer. X-ray diffraction with Cu Kα radiation was used to determine the structure. The vibrating sample magnetometer was usedto measure the magnetization as a function of temperature of the nanocrystllized alloys. That Co substitution for Fein alloy enhances the Curie temperature of amorphous alloy and the magnetization of nanocrystalline alloy at hightemperature. After annealing amorphous precursor, the optimum nanocrystalline alloy obtained shows the local minimum coercivity. The coercivity increases with the increasing annealing temperature corresponding to the formation of ferromagnetic phase in the secondary crystallization.     

Ni_（50）Mn_（25＋x）Ga_（25-x）Tb_（0.5）（x=0,1.5,3,4.5,6）合金马氏体相变与磁性能

研究了Ni50Mn25＋xGa25-xTb0.5（x=0,1.5,3,4.5,6）磁性记忆合金马氏体相变行为、饱和磁化强度和磁感生应变。结果表明,随着Mn含量的增加、Ga含量的降低,合金的马氏体相变温度从202 K升高到416 K,饱和磁化强度从700 mT降低到400 mT,最大磁感生应变达到1870ppm。     

单晶Ni_(52)Mn_(24)Ga_(24)的磁感生应变和磁增强双向形状记忆效应

铁磁性Heusler合金Ni2 MnGa是近年开发的磁控制功能材料 ,已发现该材料结合马氏体相变可以产生大磁致伸缩 (磁感生应变 )和磁控制形状记忆效应两种应用功能。用磁悬浮冷坩埚提拉设备沿 [0 0 1]方向生长了组分为Ni52 Mn2 4 Ga2 4 的单晶。室温时沿该单晶样品 [0 0 1]方向加磁场 ,在该方向获得了 - 0 6 %的大磁感生应变。当磁场方向垂直于 [0 0 1]方向时 ,样品在 [0 0 1]方向的磁感生应变值为 0 5 %。同时该单晶样品在室温附近还具有可由磁场增强和控制的双向形状记忆效应。无磁场作用时 ,降低温度 ,样品在发生马氏体相变时 ,在 [0 0 1]方向产生1 2 %的收缩形变。随后升高温度 ,反马氏体相变时样品以同样的应变量膨胀 ,恢复到原来的形状 ,显示了特有的无需外应力协助的自发的双向形状记忆效应。其温度滞后只有 10℃。如果在样品的 [0 0 1]方向加一个偏磁场 ,其形状记忆的应变量随磁场的增强而增大。在磁场为 1 2T时可达 4%。而当磁场转向 [10 0 ]方向时 ,形状记忆的应变可以改变符号。本文指出产生大磁感生应变和磁增强双向形状记忆效应的关键是马氏体变体的择优取向。     

Fabricating Ni–Mn–Ga microtubes by diffusion of Mn and Ga into Ni tubes

Tubes of the ferromagnetic shape-memory alloy Ni–Mn–Ga of composition near the Ni₂MnGa Heusler phase can be used, alone or combined in structures, in magnetic actuators or magnetic refrigerators. However, fabrication of Ni–Mn–Ga tubes with sub-millimeter diameter by classical cold or hot drawing methods is hampered by the brittleness of the alloy. Here, we demonstrate a new process, where Ni–Mn–Ga tubes are fabricated by interdiffusion of Mn and Ga into drawn, ductile Ni tubes with 500 and 760 μm inner and outer diameters. After interdiffusion and homogenization of Mn and Ga at 1000 °C for 24–36 h, Ni–Mn–Ga tubes with ∼300 and ∼900 μm inner and outer diameters were obtained with homogeneous radial composition distribution, independently of the diffusion sequences (i.e., Mn and Ga diffused sequentially or simultaneously). Longitudinal composition was uniform over lengths of ∼1 mm, but variable over longer length due to incomplete process control. For two of the three diffusion sequences, a sizeable (20–80 μm) region exhibiting Kirkendall pores formed at the outer surface of the tubes. Magnetization values as high as ∼60 emu/g were measured, which is comparable to the magnetization of the Ni₂MnGa Heusler phase. X-ray diffraction on the tube with the highest magnetization confirmed the room-temperature structure as cubic austenite.