NdNi4-xCoxCu系列化合物的磁性和磁热效应

对Nd Ni_4-xCo_xCu系列化合物的制备工艺、晶体结构和磁性进行研究。用电弧熔炼和热处理法制备Nd Ni_4-xCo_xCu（x=0,1.0,1.5,1.7,1.9,2.0,2.1,2.3,3.0,4.0）系列化合物样品,对X射线衍射数据精修后分析发现,该系列化合物为单相材料,晶体结构为Ca Cu₅型六角结构,空间群为P6/mmm,并给出精修图谱和精修后的XRD衍射图。磁性测量分析表明,该系列化合物发生自旋重取向现象和由铁磁到顺磁的转变,居里温度随着Co含量的增加而升高,该系列化合物的居里温度具有可调性。利用热力学麦克斯韦关系,从系列等温磁化曲线确定了样品的等温磁熵变随温度和磁场变化的关系。在外场强度3 T的条件下,当x<2时,其最大等温磁熵变值随着Co含量的增加而降低,当x>2时最大等温磁熵变值随Co含量的增加再次降低。外场强度1 T条件下,Nd Ni₂Co₂Cu样品的相对制冷功率（RCP）为128 J/kg。     

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.     

机械合金化过程中Fe-C化合物的微结构、磁性和热性能研究

对一定原子配比的Fe—C混合粉末进行高能球磨．研究了不同球磨时间(t＝60、120、180、255h)样品的微结构、磁性和热性能．结果表明，球磨过程中样品结构发生了变化，当t＝180h时，有新相FesC2生成．当t＝255h时，已形成FesCz单相化合物．随球磨时间的增加，样品的晶粒尺寸减小，晶格常数和晶格畸变增大．随着FesC2含量的增加，样品的比饱和磁化强度σs减小，矫顽力Hc和剩磁σr增加，材料由软磁性向硬磁性转变．热分析表明，金属间化合物FesC2具有很好的热稳定性及化学稳定性．     

TbFe10.5-xMnxMo1.5化合物的结构和磁性

用X射线和磁性测量研究了Mn替代Fe对TbFe10.5-xMnxMo1.5型金属间化合物的结构和磁性的影响。X射线衍射表明：TbFe10.5-xMnxMo1.5(x=1．5，2．0，3．0，4．0，5．0)化合物均为TnMn12型四方结构，晶格常数和单胞体积均随Mn含量增加而增大。磁性测量表明：TbFe10.5-xMnxMo1.5（x=1．5，2．0，3．0，4．0，5．0)化合物的居里温度和过渡金属次晶格磁矩随Mn含量的增加而逐渐降低；x=3．0化合物的热磁曲线上出现一个非零磁矩的类似补偿点；在4．5K温度下，化合物的饱和磁矩随Mn含量的增加而缓慢减小；x=3．0时达到最小值，然后又随Mn含量的增加而迅速增大。     

Fe2P型Fe-P-Si化合物的磁性、磁热效应和磁晶各向异性的研究

主要研究Fe_(1.90)(P_(1-x)Si_x)(x=0.10,0.20,0.25,0.27)系列化合物的磁性、磁热效应和磁晶各向异性。结果表明,Si替代P对化合物的磁热效应影响不大,但可将化合物居里温度提高至x=0.27时的514K,且保持较强的磁晶各向异性。XRD图谱表明化合物的结构为Fe_2P型的六角结构,空间群为P-62m。经磁场取向处理后,化合物的002峰强增强,表明化合物的易磁化方向为c轴。从磁化曲线可以看出,沿外加磁场取向的化合物更易达到饱和磁化。与Fe_2P相比较,少量Si的掺杂不仅提高了化合物的居里温度,同时观察到了适量的剩磁和矫顽力。     

LaFe_(11.6-x)Co_xSi_(1.4)系列化合物的磁热效应

采用X射线衍射和磁性测量等方法,研究LaFe11.6-xCoxSi1.4(x=0.1,0.2,0.3)系列化合物的结构和磁性.结果表明:LaFe11.6-xCoxSi1.4(x=0.1,0.2,0.3)的主相为NaZn13型立方结构,空间群为Fm-3c;随着Co含量的增加,该系列化合物的居里温度TC升高,x=0.1时TC约为202.2 K,并且具有大的磁熵变;外加磁场为1.5 T时,磁熵变-ΔSm=16.1 J/(kg.K).大的磁熵变来源于TC处磁化强度的陡峭变化和TC以上磁场诱发的变磁转变.     

Nd掺杂对La0.7-x NdxBa0.3MnO3磁热性质的影响

采用溶胶-凝胶法制备了系列La0．7-xNdxBa0．3MnO3钙钛矿材料．实验结果表明掺人少量Nd可显著调节样品的居里温度,有效提高其磁熵变．当x=0．15时样品磁熵变达到2．22J／kg．K,Tc=269K．该系列样品低磁场下在室温附近具有较大的磁熵变,可作为室温磁致冷材料。     

MnCo1-xNixGe化合物的磁热效应

在氩气保护下,用电弧熔炼法制备了MnCo1-xNixGe(x=0.05,0.1,0.15)系列化合物,用X线衍射和磁性测量研究了样品的晶体结构和磁熵变.结果表明:MnCo1-xNixGe系列化合物为TiNiSi型正交结构,空间群为Pnma,随着Ni含量的增加,居里温度由x=0.05时的330K降低到x=0.15时的322K;当x=0.05、外加磁场为1.5T时,化合物的最大磁熵变为1.86J/(kg.K);随着Ni含量的增加,该系列化合物的磁熵变略显降低趋势.     

Mn1.3Fe0.7PxSi1-x化合物的磁热效应

用球磨和烧结法制备了Mn1.3Fe0.7PxSi1-x系列化合物.磁性测量结果表明,随着P含量的增加,居里温度由x=0.45时的320K降到x=0.55时的209K;外加磁场变化为1.5T时,在居里温度209K附近,Mn1.3Fe0.7P0.55Si0.45的最大磁熵变为11.3 J/(kg·K).该化合物的热滞为10.4K.良好的磁热效应性能和低廉的原料价格使得该系列化合物有望成为室温区磁制冷工质.     

Gd二元系金属间化合物的磁热熵效应

本文考察了低磁场（１特斯拉）４ｆ稀土元素Ｇｄ的二元系金属间化合物的磁热效应。发现部份Ｇｄ的二元系化合物具有优异的磁热效应及室温附近的铁磁－顺磁转变居里温度，非常适合作为低磁场室温磁致冷工作介质材料。     

Gd5Si4-xInx化合物的磁性和磁热效应

用真空电弧熔炼法制备了Gd5Si4-xInx(x=0.0,0.5,0.8,1.2)系列化合物.室温粉末X线衍射分析表明,该系列化合物均为正交Gd5Si4型晶体结构,并含有少量六角Gd5Si3杂相.磁性测量结果表明,Gd5Si4-xInx(x=0.0,0.5,0.8,1.2)系列化合物的居里温度分别为345,340,330,326K.当外加磁场在0～1.5T范围内变化时,居里温度附近的最大等温磁熵变分别为2.9,0.8,0.6,0.6J/(kg.K).     

二元掺杂钙钛矿锰氧化物薄膜的磁性能和磁热效应

用溶胶凝胶法制备二元掺杂的钙钛矿锰氧化物(La_2/3(Ca_1-xBa_x)_1/3MnO₃,LCBMO)块体材料,以其作为靶材用脉冲激光沉积法在Pb(Mg_0.33Nb_0.66)O₃-PbTiO₃(简称PMN-PT)衬底上制备LCBMO薄膜,研究Ca²⁺、Ba²⁺掺杂摩尔分数x对薄膜的结构、磁性及磁热特性的影响。实验结果表明纯相薄膜样品具有优异的磁特性,3个不同掺杂摩尔分数(x=0.5、0.6、0.8)的薄膜样品分别在居里温度260、272、280 K处获得最大的磁熵变值1.06、5.78、2.93 mJ·cm^-3·K^-1。室温附近较大的磁熵变结果对于开发室温磁致冷器件具有很好的参考价值。     

低磁场下获得巨磁热效应的GdSiGeZn合金

在研究Gd5Si2-xGe2Znx,Gd5Si2-zGe2-zZn2z系列合金的等温磁熵变和居里温度时发现,Zn的微量变化对合金的磁热性能影响很大.当x或者2z为0.001时,在1.5 T外加磁场变化下,其最大等温磁熵变分别为20.70 J/(kg.K)(x=0.001)和25.30 J/(kg.K)(2z=0.001),居里温度分别为284 K(x=0.001)和280 K(2z=0.001),其磁热性能远高于没有添加Zn元素的合金(5.03 J/(kg.K)).实验证明,微量元素Zn对Gd5Si2Ge2化合物的合金化处理,可使其在低磁场下的磁热效应得到巨幅提高,其最大等温磁熵变优于文献报道的铸锭合金Gd5(Si1-yGey)4及其他添加元素(如Ga,Sn,Cu,B,Al,Bi,Co,Fe,Ni,Mn,C,H等)替代Si或Ge时在5 T高外加磁场变化下的等温磁熵变.     

机械合金化Sm-Fe-B的结构和磁致伸缩

通过机械合金化方法对不同成分配比的Ｓｍ－Ｆｅ－Ｂ混合粉末经４０ｈ球磨球制备合金。利用Ｘ射线衍射，Ｆａｒａｄａｙ磁天平和ＹＪ－２５型静态应主仪研究了Ｓｍ－Ｆｅ－Ｂ合金的结构，磁化强度和磁致伸缩。     

R2Fe17—xCrx（R=Y,Dy,x≤3）化合物的磁交换作用

利用Ｘ射线衍射的方法及磁性测量手段研究了Ｒ２Ｆｅ１７－ｘＣｒｘ（Ｒ＝Ｙ,Ｄｙ,ｘ≤３）化合物,给出了其居里点的变化情况,即随ｘ的增大,居里温度增大,在ｘ近似为１．０时达到最大值。利用分子场理论计算了磁交换作用系数并从磁交换作用出,对其居里温度的变化情况进行了分析。     

结构无序对磁性薄膜磁特性的影响

采用Monte Carlo模拟方法研究了结构无序对磁性薄膜磁特性的影响,其中交换耦合常数J通过Monte Carlo随机发生器使其具有一定的涨落δJ,并遵从一定的概率分布.模拟结果表明,随着交换耦合常数J的涨落δJ的变化,磁性薄膜的磁化强度M随温度T的变化有相当大的差异,同时,磁性薄膜的居里温度TC随δJ的增大而逐渐减小.     

制备工艺对(Mn,Fe)2(P,X)(X=Ge,Si,B)化合物磁性和磁热效应的影响

研究不同制备工艺对Fe2 P-型(MnFe)2(P,X)(X=Ge,Si,B)系列化合物的晶体结构、磁性和磁热效应的影响.利用传统固相烧结结合外磁场加热、不同的热处理温度和时间、淬火和缓慢冷却处理等方法制备了(Mn,Fe)2(P,X)(X=Ge,Si,B)系列化合物.粉末X射线衍射(XRD)实验结果表明,该系列化合物均...     

La10Fe81-xZr9Bx非晶合金的制备与磁热效应

在Ar气氛下,用真空电弧熔炼方法制备了La10Fe81-xZr9Bx(x=0,1,2)系列母合金,用单铜辊急冷电磁感应甩带技术制备了La10Fe81-xZr9Bx(x=0,1,2)合金薄带.室温X射线衍射结果表明,该系列合金为非晶态合金.磁性测量结果表明,该系列合金具有铁磁性.通过测定等温磁化曲线,确定了该系列合金的磁熵变,其最大值(磁场变化为0～1.5 T)可以达到金属Gd的1/4.     

Al掺杂对Ni-Co-Mn-Sb合金马氏体相变和磁性的影响

在Ni-Co-Mn-Sb哈斯勒合金中掺杂少量Al以调节合金的磁热性质.未掺杂Al时,Ni_(46)Co_4Mn_(38)Sb_(12)在50 kOe的外加磁场下,马氏体相变温度间隔ΔT_(int)=12 K,在210 K时,磁熵变ΔS_m=6. 86 J/(kg·K),制冷量RC=64. 77 J/kg.掺杂少量Al后,Ni_(46)Co_4Mn_(38)Sb_(11. 5)Al_(0. 5)在50 kOe外场下,马氏体相变温度间隔ΔT_(int)=3. 5 K,在235 K时,磁熵变ΔS_m=18. 60J/(kg·K),制冷量RC=117. 95 J/kg.未掺杂Al时,10 kOe的低磁场下,Ni_(46)Co_4Mn_(38)Sb_(12)的磁电阻为-11. 85%,掺杂Al后,Ni_(46)Co_4Mn_(38)Sb_(11. 5)Al_(0. 5)的磁电阻为-82. 85%,合金的负磁阻效应明显增强.结果表明,适量Al元素掺杂可提高马氏体相变温度,缩短合金马氏体发生相变温度的间隔,大幅增大磁熵变,并因此提高合金的制冷能力.     

Nd_3Fe_(27.7-x)Ni_xTi_(1.3)化合物的结构和磁性

采用真空电弧熔炼法制备了Nd3Fe1-xNixTi1.3系列化合物,利用X射线衍射和磁性测量等手段研究了该系列化合物的结构和磁性.研究结果表明:当0.2≤x≤0.8时,该系列化合物结晶为Nd3(Fe,Ti)29型(属于A2/m空间群)单斜结构;随着Ni含量的增加,化合物的晶格常数及晶胞体积略微变小,居里温度TC单调增加,自旋重取向温度Tsr基本不变.