环氧树脂粘结(MnCoGe)0.96(CuCoSn)0.04复合材料的巨大可逆压热效应和高循环稳定性

近年来,新型固态制冷技术凭借其高效节能、环保、稳定可靠、振动小和噪音低等优势,有望替代传统的气体压缩制冷技术,从而备受关注。新型固态制冷技术的实现是基于“固态相变”合金的热效应。其中,六方MnMX基（M = Co或Ni,X=Si或Ge）合金已经可以表现出巨大的压热效应。然而,巨大的体积膨胀会导致铸态MnMX铸锭破碎成粉末,这不可避免地带来了力学性能下降和成型性恶化的难题。而且在循环施加和去除等静压力的过程中,晶粒碎裂会带来结构转变熵变的降低。
在本文中,环氧树脂粘结的(MnCoGe)0.96(CuCoSn)0.04复合材料可以实现具有高热循环稳定性的巨大可逆压热效应。在360 MPa下,它可以在30 K的宽温区内,获得43.0 J·kg-1·K-1的巨大可逆等温压热熵变和15.6 K的可逆绝热温变,这主要归因于其由较大的−101 K·GPa-1的压力驱动相变温度的变化量和11.1 K的热滞共同作用的结果。将可逆绝热温变进行归一化后,比可逆绝热温变高达43 K·GPa-1,这在压热制冷材料领域（金属间化合物）处于非常高的数值。更重要的是,经60次热循环后,复合材料没有断裂,量热曲线吻合良好,表现出优异的热循环稳定性。