La0．67Sr0．33MnO3／La0．75MnO3／La0．67Sr0．33MnO3三层膜的制备及结构形貌和性能庞磁电阻

用磁控溅射法在(001)取向的LaAlO3单晶基片上制备了La0．67Sr0．33MnO3／La0．75MnO3／La0．67Sr0．33MnO3外延三层膜。结果表明，与La0．67Sr0．33MnO3单层膜相比较，外延三层膜的X射线衍射图上出现3级衍射峰，每级衍射峰由3个峰组成：其中强度最高的衍射峰代表衬底的衍射；次强的代表上下两层La0．67Sr0．33MnO3膜；最弱的代表中间La0．75MnO3层。三层膜的二维原子力表面形貌为均匀的小颗粒状。表明其三维形貌为外延岛状柱状晶。这种三层膜的巨磁电阻效应与中间层La0．75MnO3的厚度有关，当中间层厚度为70nm时，其最大磁电阻值可达到32％，这个结果优于La0．67Sr0．33MnO3单层膜的巨磁电阻效应。其可能的原因是电子在界面上的散射、层间的交互作用，以及点阵错配导致的内应力的综合结果。     

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.     

钙钛矿La0.67Ca0.33Ti0.01Mn0.99O3的磁致冷性能研究

利用固相烧结的方法制备了La0.67Ca0.33Ti0.01Mn0.99O3磁致冷材料.室温XRD分析表明该材料主要由主相的正交钙钛矿结构锰氧化物和少量La2O3杂相构成.利用VSM测量了样品在磁场下随温度变化的磁化曲线(M-T曲线)和居里温度附近的等温磁化曲线(M-H曲线),通过M-H曲线的一阶导数可得到样品的居里温度Tc(139 K),从不同温度的等温磁化曲线(M-H)计算得到材料在1.5T下的最大磁熵变△SM =0.8 J.(kg·K)-1,由M2-H/M的Arrott曲线表明La0.67Ca0.33 Ti0.01Mn0.99O3相变类型属于二级相变.由于二级相变不伴随晶格体积的变化和潜热的释放,仅是磁性材料磁畴从无序-有序的连续变化,所以二级相变的磁熵变可能较小,但是由于它是个连续的变化过程,发生相变的温区较大,造成的损耗较小.Ti4+离子的掺杂取代的是原有晶格中Mn4+离子(B位)的位置,两者之间不同的离子半径使得晶格发生Jahn-Teller 畸变,同时降低了Mn4+的浓度,使得Mn4+与Mn3+离子之间的双交换作用减弱,铁磁耦合作用减小,导致居里温度降低.该材料体系由于二级相变的温度区间较大,表明材料潜在的致冷能力较强,因此具有较好的应用前景.     

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。     

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。     

新型SOFC阳极材料La0.7Sr0.3Cr0.5-yMn0.5-zCo(y+z)O3的制备和性能表征

采用了甘氨酸-硝酸盐法制备了La0.7Sr0.3Cr0.5-yMn0.5-zCo（y＋z）O3（y,z=0.1,0.2）系列阳极材料。借助XRD,SEM对所制备的材料进行了物相和形貌分析。XRD表明利用GNP法制得的粉体在1350℃烧结5h可以形成完整的钙钛矿相;SEM分析可知所得物料颗粒呈球状,尺寸约为1μm,且没有团聚现象。同时,XRD显示La0.7Sr0.3Cr0.5Mn0.4Co0.1O3和La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3电解质之间具有较好的化学相容性。采用直流四探针法测试了不同组成材料在250～800℃温度范围内在空气中的电导率,发现该系列材料在该温度段范围符合小极化子导电机制。另外,利用直流四探针法测试了La0.7Sr0.3Cr0.5Mn0.4Co0.1O3在不同还原气氛下的电导率,在CH4和H2气氛中,La0.7Sr0.3Cr0.5Mn0.4Co0.1O3最大电导率分别达到了4.5和0.42S·cm^-1。     

非化学计量(La0.6Dy0.1Sr0.3)1-xMnO3的电输运及MR温度稳定性机制研究

用固相反应法制备了非化学计量的(La0.6Dy0.1Sr0.3)1-xMnO3(x=0.00,0.10,0.20,0.30,0.35)系列样品,通过XRD、ρ-T曲线、MR-T曲线,研究电输运及磁电阻(MR)温度稳定性的机制。XRD检测表明,非化学计量的(La0.6Dy0.1Sr0.3)1-xMnO3在1200℃下烧结24 h,实际形成了La0.6Dy0.1Sr0.3MnO3钙钛矿相和Mn2O3相组成的二相复合体材料。电输运性质均表现出绝缘体-金属相变,ρ-T曲线高温区出现尖峰,较低温区出现"肩峰",是钙钛矿体相内双交换作用和晶界处电子自旋极化隧穿引起的电阻率共同作用的结果。MR-T表现出,在高温区出现磁电阻峰,在低温区随温度降低磁电阻持续增大,表现出低场磁电阻特征,在中间温区出现磁电阻的温度稳定性,用La0.6Dy0.1Sr0.3MnO3钙钛矿颗粒体相产生的本征磁电阻与颗粒界面效应产生的隧穿磁电阻的叠加给出解释。x=0.30的样品,0.8 T磁场下,在258 K～198 K温区,产生的磁电阻为(6.3±0.2)%。     

Si元素的添加对Ni43Mn46Sn11合金磁热效应的影响

通过对合金Ni43Mn46Sn11Six(x=0.0,0.1,0.2,0.3)磁热效应的研究,发现随着Si含量增加,合金的转变温度(TM)从187 K降到160K,合金的磁熵变也略微减小。在外场变化为3 T时,随着x的增加,合金的磁熵变分别为28.7,24.7,26.1和23.3 J.kg-·1K-1。此外,还利用连续和不连续降温两种方法对Ni43Mn46Sn11Six合金的等温磁化曲线进行了测量。发现两种测量方法测量的磁熵变值存在较大的差异,例如,对x=0的样品,在外场变化为3 T时,连续和不连续降温测量方法算得的磁熵变分别为28.74和38.56 J·kg-·1K-1。     

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.     

自蔓延高温合成技术法合成La0.7Sr0.3MnO3过程的热力学分析

通过热力学计算研究自蔓延高温合成技术合成La0.7Sr0.3MnO3反应机制。结果表明：对于Mn，La2O3，SrCO3，NaClO4组成的自蔓延高温合成La0.7Sr0.3Mn0.3反应体系，理论上Mn粉优先与La2O3反应生成LaMnO3，低温下Mn粉优先与O2反应生成少量MnOx，大部分剩余的Mn粉高温（〉1417K）下优先与O2反应生成SrMnO3；同时，少量低温（〈1417K）时形成的MnOx与SrCO3反应生成SrMnO3。高温下，SrMnO3与LaMnO3反应生成La0.7Sr0.3MnO3，这是SHS法合成La0.7Sr0.3MnO3的主要途径。另外，当温度大于1235K时，少量La2O3与SrCO3反应生成La2SrOx，La2SrOx再与LaMnO3反应生成La0.7Sr0.3Mn0.3。     

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.     

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。     

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。     

Magnetic Transition and Magnetic Entropy Change of Gd5Si1.75Ge1.75Sn0.5

Gd5Si2Ge2.2 alloy was synthesized by arcmelting and its phase components, microstructure, and especially the line features were investigated by X- ray diffraction （XRD）, scanning-electron microscope （SEM）, energy-dispersive spectroscopy （EDS）, and transmission-electron microscope （TEM）. Gd5Si2Ge2.2 consists of Gd5Si2Ge2-type and GdGe-type phases and presents eutectic characteristics. There are many regular line features on the Gd5Si2Ge2-type phase according to SEM. EDS shows that the line feature is not the Gd5 （Si,Ge）3-type phase because Gd content decreases at the line features. Two types of line features are found in the fine microstructure of Gd5Si2Ge2-type phase by TEM. Selected area diffraction （SAD） confirms that both line features are not the secondary phase or twins. There is no changes observed in the microstructure of Gd5Si2Ge2 2 from room temperature to 1400 ℃ with in situ high temperature optical microscope, therefore, it is deduced that the line features observed by SEM are formed during the solidification.     

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     

Refrigeration effect of La（FeCoSi）13B0.25 compounds and gadolinium metal in reciprocating magnetic refrigerator

The LaFe11.9–x Cox Si1.1 B0.25 with x=0.9 and x=0.82 compounds were synthesized from commercial purity raw materials.The magnetic property of LaFe11.9–x Cox Si1.1 B0.25 and Gd particles were tested on the reciprocating refrigerator at the same condition in order to compare the cooling capacity of the two materials.The results showed that the cooling velocity of Gd was obviously higher than that of LaFe11.9–x Cox Si1.1 B0.25.The maximum temperature span was 12.7 oC for LaFe11.0 Co0.9 Si1.1 B0.25,14.9 oC for Gd metal whose mass is the same as that of LaFe11.0 Co0.9 Si1.1 B0.25,8.1 oC for Gd metal whose volume is the same as that of LaFe11.0 Co0.9 Si1.1 B0.25.Series connection of LaFe11.0 Co0.9 Si1.1 B0.25 and LaFe11.08 Co0.82 Si1.1 B0.25 had the maximum cooling temperature span of 15.3 oC.