稀土RET_2X_2材料的磁性与磁热效应研究

利用磁性材料磁热效应实现的磁制冷技术因其具有环保高效等优点,是未来颇具潜力的一种新型制冷方式.磁制冷技术能否替代现有制冷技术的一个关键因素是能否找寻和设计适合在不同温区的高性能磁制冷材料.稀土金属间化合物材料的磁性与磁热效应的研究是当前该领域的研究热点之一.其中,具有中心对称ThCr_2Si_2型晶体结构的三元稀土金属间化合物RET_2X_2(T=3d, 4d或5d过渡金属; X=B, P, Si, Ge等)因其独特的物理与化学特性而引起了研究者的关注.本文简要回顾了REMn_2(Si, Ge)_2, RERu_2(Si, Ge)_2及RECo_2B_2等金属间化合物的晶体结构、磁性及磁热效应等方面的研究进展,对材料的磁相变与磁热效应进行了总结,其中一些材料在低温下表现出优异的磁热性能,在低温磁制冷领域具有较好的应用前景.     

室温磁制冷技术的研究进展

随着人们对环境问题和能源问题的日益重视,室温磁制冷技术以其节能环保的特点成为一项极具开发潜力的高新制冷技术。磁制冷技术是以磁制冷材料为工质的一项制冷技术,其基本原理是借助磁制冷材料的磁热效应,通过磁化和去磁过程的反复循环而达到制冷目的的。室温磁制冷技术有着十分广阔应用前景,有望取代传统的压缩制冷方式,用于家用、工业、商业、医疗卫生事业等领域使用的制冷器,因而室温磁制冷技术有着广泛的经济效益及社会效益。简要阐述了磁制冷技术的理论基础,磁热效应的原理及磁制冷循环,并介绍了室温磁制冷的工质及样机的研究现状与进展,并对磁制冷技术的发展做出展望。     

室温磁制冷材料的研究现状

本文简要介绍了磁制冷的原理、历史,简述了磁热效应的表征,概述了近年来各室温磁制冷材料的研究进展及最新研究成果,展望了室温磁制冷材料的发展趋势。     

近室温磁制冷工质的研究现状与发展前景

基于稀土-过渡族金属间化合物Gd-Si-Ge系合金及钙钛矿型猛氧化物的磁热效应及其巨磁热效应机理,对近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.     

Gd系稀土材料的研究进展

介绍了Gd系稀土新材料及其发展.Gd系稀土材料在磁致伸缩材料、X射线增感屏、荧光材料等领域已获得了很好的应用.Gd系发光材料和磁制冷材料成为稀土新材料研究的热门.Gd系稀土材料,特别是磁制冷材料的研究近年来获得了突破性进展.     

稀土-镓化合物的多重磁相变及磁熵变

中低温区磁制冷材料可用于液氧、液氮、液氢、液氦等资源的获得因而引起人们的关注,探索并获得具有大磁熵变、宽制冷温跨、大制冷能力以及大绝热温变的磁制冷材料是科研人员持续不断的追求.稀土-镓是一类磁相变信息丰富的稀土基合金化合物,本文综述了镨-镓、钕-镓、钐-镓、钆-镓、铽-镓、镝-镓、钬-镓、铒-镓、铥-镓以及钆铒互替代样品的低温有序-有序磁相变、高温有序-无序磁相变以及磁熵变结果.稀土-镓化合物的低温有序-有序磁相变类型包括自旋重取向相变、铁磁-调制反铁磁相变以及锥角铁磁-锥角铁磁相变,其磁熵变曲线呈现多个峰,这一特点为宽制冷温跨材料的设计提供了思路.本文还分析了稀土-镓化合物磁相变和磁熵变的特点,阐述了它们的依赖关系和背后的物理机理,展望了未来可能的研究课题.     

颗粒系统稀土掺杂氧化物的磁电阻效应

具有钙钵矿结构的稀土掺杂氧化物具有很强的磁电阻效应，该类材料所显示的复杂的物理现象和可能的应用前景引起人们的很大兴趣。但是其磁转变温度一般低于室温，而且需要很高的外加磁场才能够饱和。为实现室温和低场磁电阻，人们采用多种方法，如制备复合材料或尺寸在纳米量级的多晶体系。本文重点介绍了锰酸盐颗粒体系的结构特点、磁电阻效应以及产生成电阻效应的可能机理。     

“中国稀土学会第二届青年学术年会”征文

中国稀土学会将于2008年11月16-21日在广州市召开“中国稀土学会第二届青年学术年会”。本次年会将围绕稀土功能材料及应用（基于稀土特性的功能材料及器件。包括新型发光材料及器件，高温超导材料，磁性材料及磁学，储能材料及器件，大磁致伸缩、磁制冷、磁光存储材料、     

稀土超磁致伸缩材料的制备与应用

稀土超磁致伸缩材料优良的特性和广泛的应用前景在国际范围内得到普遍重视,已成为磁致伸缩材科研究的重点。简要介绍了稀土磁致伸缩材料,着重评述稀土超磁致伸缩材料的制备方法、工艺特点和应用。     

磁斯格明子研究现状综述

磁斯格明子是具有拓扑保护的涡旋磁结构,它因尺寸小、结构稳定、易调控、驱动阈值电流小等诸多优点,有望成为下一代高容量、高速读写、低功耗、非易失性信息存储及逻辑运算的信息载体.它在基础前沿物理研究中的意义以及在未来的信息技术中具有广泛的应用前景,吸引了众多研究者的兴趣.目前已经发现的磁斯格明子能在不同材料体系中跨多个温度区域存在,如低温区B20型中心对称破缺的块体材料或室温区的磁性薄膜材料,以及最近预言的二维单层磁性Janus材料.在这些材料体系中,结构对称性破缺和自旋轨道耦合导致的Dzyaloshinskii-Moriya相互作用(DMI)是诱导诸如磁斯格明子等手性磁结构稳定存在的关键因素.简要介绍磁斯格明子的发展历程,归纳总结磁斯格明子的材料体系、研究方法以及基于磁斯格明子的电子学器件,并着重从第一性原理计算的角度出发探讨DMI的物理本质.     

稀土磁性材料

正稀土元素有独特的电子结构,优异的磁、光、电等物理化学特性,与3d金属构成的稀土功能材料广泛应用于电子信息、能源环保、国防军工和高新材料等领域。稀土磁性材料是稀土功能材料应用最广泛的材料。稀土永磁、稀土磁热效应、稀土磁致伸缩、稀土多铁性与磁电耦合和稀土高频磁性等磁性材料的研究具有丰富的科学内涵和重要的应用价值,其主要内容包括:(1)研     

Heusler型磁相变合金先进原位表征与功能设计

Heusler型磁相变合金是一类新型智能材料,能够在外加磁场下发生相变,从而产生磁致形状记忆效应、磁超弹性、磁热效应、磁阻效应等多功能特性,作为传感、驱动和固态制冷材料在航空航天、国防、能源等领域具有广阔的应用前景.此类合金的晶体结构、磁结构和多场耦合下的相变对其功能特性具有重要影响.中子散射技术为Heusler型磁相变合金的晶体结构、磁结构和晶格动力学研究提供了独特的条件,原位中子散射和同步辐射高能X射线衍射技术为多场耦合下的磁-结构相变研究提供了理想的工具.本文综述了基于先进中子散射技术和同步辐射技术对Heusler型磁相变合金晶体结构、磁结构和外场耦合下相变的原位研究,以及基于这些先进原位表征的合金高性能设计,以期能为将来高性能磁相变材料的设计和研制提供借鉴.     

稀土基纳米抗菌材料研究进展

抗生素滥用导致了细菌耐药性的增加和超级细菌的出现，使开发新型抗菌药物迫在眉睫.稀土元素具有独特的理化性质，在抗菌领域的应用得到了越来越多的关注.文章主要介绍了三类稀土基纳米抗菌材料：稀土氧化物、稀土配合物、稀土掺杂复合物，简述了这三类材料的抗菌机制和应用现状，同时对材料未来的抗菌应用前景进行了展望.     

非晶态Fe-Zr-B-Dy合金的制备与磁热性能

非晶态磁热合金材料可以在很宽的温度范围内实现较大的磁制冷容量,其中铁基非晶态磁热合金因其具有近室温的磁熵变区间和低廉的成本受到广泛关注.本文通过感应熔炼铜辊甩带的方法成功制备出了一系列Fe_89?xZr₇B₄Dy_x(x=1,2,3,4)非晶态合金,并对其非晶形成能力和磁热性能进行了系统测试和分析.随着Dy含量的增加,该合金的玻璃形成能力得到改善,居里温度从296 K增加到334 K.磁熵变峰值和制冷能力也随着Dy含量的增加单调增长,在3 T的外加磁场下,Fe85Zr7B4Dy4合金的最大磁熵变达到了2.45 J K^?1 kg^?1,制冷能力为235 J kg^?1,相对于三元Fe-Zr-B体系,同一磁场下的磁熵变峰值提高60%以上.该非晶态合金原材料成本低廉,其磁热性能随着成分变化可以调控,居里温度远低于玻璃转变温度,能够保证材料在使用过程中的结构稳定性,有成为近室温的磁制冷工质的潜力.     

DMSO中Y—Co合金膜的电化学制备

稀土合金作为功能材料，广泛地应用在磁、光、核及超导材料领域．目前一般采用高温或低温熔盐电解及真空镀的方法来制备稀土及其合金材料．如果能在室温下通过电沉积的方法制备稀土合金，则便于控制合金组成，可大大提高它的功效和扩大应用领域．但是，氢的析出使稀土很难...     

基于磁相变材料的物理效应研究

磁相变材料具有丰富的物理性质,在磁场、应力场或温度的驱动下能表现出磁热、磁致伸缩、弹热和负热膨胀等多种效应,在制冷、传感和能源转换等领域有着重要的应用前景.作为一种新型磁性功能材料,基于磁相变材料相关效应的研究领域正不断拓宽,研究内容也不断丰富.本文首先阐述磁性材料的相变类型并着重介绍一级磁相变材料.随后简介近年来一级磁相变材料在磁场、应力场和温度驱动下所表现出相关效应的研究进展.     

优异的Nd—Fe—B永磁体

钕铁硼(Nd-Fe-B)永磁材料是1983年底问世的第三代稀土永磁,由于它具有极优异的磁性能,所以是世界上最强的磁性材料.目前各国投入巨资大力进行开发研究,其磁能积已达50.6MGOe.本文重点介绍了Nd-Fe-B永磁体的产生背景、优异的磁性能及应用前景,还介绍了国内研究的最新动态.     

纳米陶瓷研究现状及技术发展

纳米陶瓷是近几年来发展起来的先进材料,受纳米微粒基本物理效应的作用,在力、光、电、热、磁等方面具有许多优异性能,特别是室温超塑性、高韧性、低温易烧结等潜在性能将大大拓宽陶瓷材料的应用领域。本文从纳米陶瓷的制备、性能、应用前景以及研究现状等方面作了详细地介绍。     

室温磁致冷的仿真与分析

室温磁致冷技术尚处于样机研制阶段,仿真分析可以简化该过程。借助有限元分析工具计算磁场分布,并将工质细化然后结合磁工质材料磁热特性计算工质微元完整循环中的热量变化,最后求和近似得到磁致冷装置的整体运行特性。针对一种简化室温磁致冷原理样机的Ericsson循环制冷过程进行详细的计算。仿真结果表明提高循环的制冷温跨可增大总回热量,但是制冷效率将会降低。该方法有助于综合评定室温磁致冷装置的设计效果、指导室温磁致冷机的研制过程。     

La1-xKxMnO3磁卡效应的研究

用溶胶法制备了La 1-xMnO3系列样品,经XRD分析表明样品为单相钙钛矿结构.TEM结果显示样品的颗粒基本呈球状,粒径约在200～300 nm之间.利用振动样品磁强计(VSM)测量了样品的M-T和M-H曲线,研究了样品的居里温度和最大磁熵变随掺杂量的变化规律.结果表明,当调节居里温度在室温附近时,样品在低磁场下仍具有较大的磁熵变,有望成为在室温下使用的磁制冷工质.