磁制冷材料的磁熱性能與磁熱效應(yīng)測(cè)量方法的研究.pdf

1、磁制冷技術(shù)是利用磁性材料的磁熱效應(yīng)(MCE)，與傳統(tǒng)氣體壓縮制冷相比，具有效率高，無(wú)污染，運(yùn)行穩(wěn)定，無(wú)噪音等優(yōu)點(diǎn)，吸引人們對(duì)其研究和探索。近些年，潛在的室溫磁制冷候選材料成為研究的對(duì)象，而得到較大的磁熱效應(yīng)往往發(fā)現(xiàn)在鐵磁到順磁轉(zhuǎn)變的一級(jí)相變磁性材料中。為尋找合適的室溫磁制冷材料應(yīng)該具有較大磁熵變和較大的溫變，但有較大磁熵變和較大的溫變不一定有較好的磁制冷能力，因?yàn)橐患?jí)相變材料中有較大熱滯，會(huì)使磁制冷效率降低;與之相比的二級(jí)相變具有相對(duì)低

2、的磁熱效應(yīng)，但它有較大的磁制冷能力，因?yàn)樗鼪](méi)有熱滯損失，半峰寬比較寬。
　　研究結(jié)果表明，Mn1.25Fe0.75P1-xSix(x=0.50，0.52，0.54，0.56，0.58，0.60)系列合金樣品的主相均為Fe2P型六角結(jié)構(gòu)（空間群為P62m），在Si含量不同時(shí)，合金樣品中存在FeSi型(空間群為P213)第二相，并且隨著Si含量增加，晶格常數(shù)a有增大的趨勢(shì)，c和c/a有減小的趨勢(shì);居里溫度Tc線(xiàn)性增加，從240.8K增

3、加到313.5K，熱滯(△Thys)趨于減小，從6.1K減小到3.0K。當(dāng)Si的含量為0.58時(shí),在外磁場(chǎng)變化為0～1.5T下獲得合金樣品的最大等溫磁熵變(-△Smax)為8.6J/kgK，并且該系列合金樣品的最大相對(duì)制冷能力值(RCP)為102.4J/K。
　　研究結(jié)果表明，Mn1.35Fe0.65P0.45Si0.55Bx(x=0.00，0.01，0.02，0.03，0.04)系列合金樣品的主相結(jié)構(gòu)依然為Fe2P型六角結(jié)構(gòu)（空

4、間群為P62m），隨著B(niǎo)含量的增加，晶格常數(shù)a有增大的趨勢(shì)，c和c/a逐漸減小，體積(V)基本不變;通過(guò)VSM磁性測(cè)量，合金樣品的居里溫度Tc逐漸提高，從228K逐漸提高到315K;而它的最大等溫磁熵變(-△Smax)在下降，分別為3.6，2.5，2.0，1.7，1.9J/kgK;熱滯(△Thys)在3K左右變化，而且它的半峰寬在變大，說(shuō)明該磁性材料隨B含量的加入存在著由鐵磁（FM)到順磁（PM)一級(jí)相變向二級(jí)相變轉(zhuǎn)變的趨勢(shì)。通過(guò)差示掃

5、描儀器測(cè)量合金樣品的居里溫度Tc相對(duì)于VSM所測(cè)量數(shù)據(jù)略有變小。由比熱容隨溫度（Cm-T）變化曲線(xiàn)可知，隨著B(niǎo)含量的增加，該系列合金樣品的反常峰逐漸在向高溫區(qū)移動(dòng)，跳躍式變化逐漸減弱。
　　研究結(jié)果表明，MnFeP0.56Si0.44Bx(x=0.00，0.01，0.02，0.03，0.04)系列合金樣品的主相均為Fe2P型六角結(jié)構(gòu)（空間群為P62m）。隨著B(niǎo)含量的增加，晶格常數(shù)a有增大的趨勢(shì)，c線(xiàn)性減小，體積(V)基本保持不變，

6、雜相逐漸消失;并且合金樣品的居里溫度（Tc）逐漸增加，從x=0時(shí)的274K增加到x=0.04時(shí)的351K，熱滯(△Thys)線(xiàn)性減小（從48K減小到5.9K）;在外磁場(chǎng)為B=1.5T下合金樣品的最大等溫磁熵變?yōu)?0.0J/kgK，且它的半峰寬在逐漸減小(從28K減小到12K)，最大相對(duì)制冷能力為122.3J/K;通過(guò)測(cè)量合金樣品的DSC和比熱容發(fā)現(xiàn)，合金樣品的居里溫度Tc和熱滯相對(duì)于VSM的測(cè)量值略有偏大。
　　總之，本論文主要是