GdSiGe系室溫磁制冷工質(zhì)材料的研究.pdf

1、本文采用商業(yè)Gd來制備具有巨磁熱效應(yīng)的新型室溫磁制冷工質(zhì)材料，重點研究了添加合金元素對Gd5Si2Ge2合金居里溫度和磁熱性能的影響。 本文系統(tǒng)研究了添加B元素對鑄態(tài)Gd5Si2Ge2合金居里溫度和磁熱性能的影響。在添加B元素的Gd5Si2G2系列合金中，Gd5Si2Ge2-xBx合金表現(xiàn)出較好的磁熱效應(yīng)：隨著B對Ge的替代，該系合金的居里溫度逐漸提高，Gd5Si5Ge1.99B0.01合金、Gd5Si2Ge1.97B0.03合

2、金、Gd5Si2Ge1.95B0.05合金的居里溫度分別為287K、289K、291K，在1.2T磁場下的最大絕熱溫變(△Tad)為2.4K、2.2K、2.2K，與鑄態(tài)Gd5Si2Ge2合金(Tc：285K，△Tad：2.4K)相比，居里溫度分別提高了2K，4K和6K，改善了Gd5Si2Ge2合金居里溫度低的缺點，最大絕熱溫變也在一定程度上得以保持，是較好的室溫磁制冷候選工質(zhì)材料。 本文研究了添加Zn元素對Gd5Si2G2合金的

3、居里溫度和磁熱性能的影響。隨著Zn元素添加量的增加，Gd5Si2Ge2-xZnx合金的居里溫度明顯提高，制冷溫區(qū)也在一定程度上寬化，該合金表現(xiàn)出較好的綜合磁熱性能：淬火Gd5Si2Ge1.85Zn0.15合金的居里溫度為307K，最大絕熱溫變?yōu)?.4K，與鑄態(tài)Gd5Si2Ge2合金相比，在保持Gd5Si2Ge2合金最大絕熱溫變的基礎(chǔ)上，居里溫度提高了22K，提高幅度較大。顯然Zn的添加配合高溫淬火處理明顯提高了Gd5Si2Ge2合金的居

4、里溫度，同時使合金獲得了優(yōu)良的綜合磁熱性能，降低了合金的制備成本。值得關(guān)注的是鑄態(tài)Gd5Si2G2-xZnx系合金的△Tad-T曲線在最大絕熱溫變處出現(xiàn)了平臺，淬火態(tài)Gd5Si2Ge2-xZnx合金的△SM-T曲線比鑄態(tài)Gd5Si2Ge2合金有所寬化，顯示出制冷工作溫區(qū)寬化的趨勢，這對磁制冷中的艾里克森循環(huán)有利，因此具有研究的意義。 本文研究了添加Nb元素對Gd5Si2Ge2合金居里溫度和磁熱性能的影響。Nb替代Ge能明顯提高合