La1-xCaxMnO3纳米单晶丝的制备及磁热效应研究

采用化学共沉淀法和热处理的方法制备了La1-xCaxMnO3(x=0.3,0.4,0.5)系钙钛矿型氧化物(LCMO),经XRD确定样品为钙钛矿型结构.TEM分析表明样品直径约为40nm的枝节状纳米丝,用△Tad-T测量仪测量了△Tad-T.与块状样品相比居里温度的波峰变宽,绝热磁温变降低.     

水热合成La0.65Ca0.18Sr0.17MnO3及其磁热效应的研究

为了合成居里温度在室温附近的钙钛矿磁致冷材料,用简单的无机原料,采用水热合成法合成了La0.65Ca0.18Sr0.17MnO3钙钛矿材料.用粉末X射线衍射表征材料的相组成,用扫描电镜(SEM)观测样品形貌,用直接法测量材料的绝热温变.通过研究水热合成条件如碱度、水热温度、水热时间等对其样品磁热效应的影响,确定水热合成的最佳条件为碱度4 mol·L-1、水热温度240 ℃、水热时间80 h.该条件下合成的样品为单一钙钛矿相,由能谱图知不同形貌的晶体具有相同的成分.此材料的居里温度为323 K,最大绝热磁温变为0.29 K.     

室温磁热效应直接测量仪的研制

简单介绍了室温磁热效应测量仪的工作原理及组成,并且测量了Gd样品的磁热效应T-△Tad曲线,该仪器具有操作简单方便、测量费用低廉等优点,它可以作为室温磁制冷材料研究的重要测量手段,同时也可以解决目前磁制冷材料普遍只研究等温磁熵变的不足的问题.     

水热合成La0.65Ca0.18Sr0.17MnO3及其磁热效应的研究

采用水热合成法制备了正交晶系钙钛矿型La0.65Ca0.18Sr0.17MnO3粉末样品,样品为棱长2μm～8μm的立方体.在1.4T的磁场下,最大绝热磁温变(△Tad)为0.14℃,绝热温变跨度较大,居里温度Tc为297K.     

磁热效应及磁制冷材料的选择依据

从热力学基本理论出发,解释了磁制冷材料的磁热效应,并推导出等温熵变|ΔSm|和绝热温变ΔTad的基本公式,为选择合适的磁制冷材料提供了理论依据.     

室温磁热效应直接测量仪的误差分析

简单介绍了室温磁热效应测量仪的组成、工作原理及其优点;用金属G d作为标准样品,用两个不同尺寸的温度传感器,测量了两个大小不同的样品。结果表明,相同条件下测量的数据重复性很好,而不同条件下测量的数据有一些差别,对此进行了分析,发现测量样品时特别是样品较小时,温度传感器的热容以及绝热条件等因素是引起误差的主要原因。     

以低纯度钆研究Gd5Si2Ge2的磁热效应及制备工艺

以99%级的低纯度金属Gd为原料, 采用真空感应炉制备工艺, 辅以1470 K热处理工艺, 获得了与99.99%级高纯度Gd为原料制备的Gd5Si2Ge2合金相近的磁热效应, 5 T外场下最大磁熵变达17.5 J·kg^-1·K^-1, 对比电弧熔炼与感应熔炼两种制备方法, 感应熔炼条件下C, N, O杂质含量明显降低, 发现了Gd5Si2Ge2合金巨磁熵变与相结构的本质联系.     

MnP_(1-x)M_x系列合金的磁热效应

研究了1∶1型MnP基系列合金MnP1-xMx(M=Si,Sb,Ge,Zn,Sn)(x=0,0.1)的结构及其磁热效应。室温X射线衍射表明该系列合金的主相结构均为正交MnP结构,空间群为Pnma。在用Ge,Sb,Zn,Sn作为替代元素的合金中存在少量第二相Mn5.64P3。磁性测量表明该系列合金MnP1-xMx(M=Si,Sb,Ge,Zn,Sn)(x=0,0.1)的存在由铁磁-顺磁的二级相变。其居里温度Tc分别为286,295,294,295,295K。通过磁化曲线计算了MnP1-xMx(M=Si,Sb,Ge,Zn,Sn)(x=0,0.1)合金的最大等温磁熵变-ΔSm,均在0.7～1.3J.kg-.1K-1之间。     

粉末冶金法制备La(Fe11.05Co0.85Si1.1)B0.25化合物的磁热效应

用非自耗电弧炉熔炼制备了La(Fe<,11.05>Co<,0.85>Si<,1.1>)B<,0.25>铸锭,并将该铸锭在氩气保护中球磨制粉,采用SPS(放电等离子烧结技术SparkPlasma Sintering)将该粉制成La(Fe<,11.05>Co<,0.85>Si<,1.1>)B<,0.25>合金,在高温(1070℃)下对其进行20 h热处理;空冷之后用XRD及SEM检测了铸锭热处理样品、SPS烧结样品及SPS热处理后样品的相及组织结构,利用VSM和磁热效应直接测量仪测量了这3种状态下合金的等温磁熵变和绝热温变.结果表明,铸锭合金的基相组织结构中晶粒大小规则较均匀,晶界清晰明显,在0～1.5 T的变化磁场下测得其等温磁熵变达到-5.22 J·(kg·K)<'-1>-,绝热温变也达到2.3 K,而采用SPS技术制得的样品的基相组织结构中没有明显晶界且夹杂较多,其等温磁熵变为-3.90 J·(kg·K)<'-1>,绝热温变为1.9 K(0～1.5 T);经过热处理的SPS样品基相组织结构中,有少量晶界形成,但晶粒大小不规则,测得其等温磁熵变为-3.72 J·(kg·K)<'-1>,绝热温变为1.5 K(0～1.5 T);与铸锭相比较,SPS技术制得的合金样品和经过高温热处理之后的SPS样品的绝热温变值和等温熵磁变值均降低,同比之下这两种样品较铸锭样品的居里点和半峰宽却发生了改变,均显著提高;可以看出采用SPS技术制备的室温磁制冷材料La(Fe<,11.05>Co<,0.85>Si<,1.1>)B<,0.25>能够在较宽的温度范围内制冷,但其磁热效应却相对降低.     

Gd3-xMnxAl2系合金磁热效应的直接测量

用真空高频磁悬浮炉制备了Gd3Al2,Gd2.9Mn0.1Al2,Gd2.8Mn0.2Al2,Gd2.7Mn0.3Al2四种合金.用直接测量法测量了在1.5T磁场下这四种合金的磁热效应.结果表明,在1.5T磁场下,Gd3Al2,Gd2.9Mn0.1Al2,Gd2.8Mn0.2Al2的最大绝对温变分别为2K,1.5K和1.3K;随Mn含量的增加,居里温度Tc提高.     

Magnetocaloric Effect in Colossal Magnetoresistance Material（ La0.6 Dy0.1 ） Sr0.3 MnO3

The magnetocaloric effect was discovered in 1881by Warburg[1]. When a magnetic field is applied to amagnetic material, the unpaired spins are aligned par allel to the magnetic field, which lowers the magneticentropy and causes the sample to heat up. I…     

磁热效应的直接测量与测量仪器

探讨了磁热效应的两种测量方法———直接测量和间接测量,阐述了这两种测量方法的特点。间接测量需要测量一系列等温磁化曲线和热容,测量时间长,费用昂贵;直接测量是测量样品的绝热温变,简单、方便。研制了室温磁热效应直接测量仪,该测量仪采用NdFeB永磁体作为磁场系统;用该仪器直接测量了室温磁致冷材料在不同温度下的绝热温变,为研究室温磁致冷材料的磁热效应提供了一种简捷、方便的测量仪器。     

合成温度对La0.85K0.15MnO3纳米颗粒磁性能的影响

采用非晶态配合物前躯体法在比较低的烧结温度合成了钙钛矿结构氧化物La0.85K0.15MnO3纳米颗粒,系统的研究了烧结温度对La0.85K0.15MnO3纳米颗粒磁性能的影响,用PPMS测量样品的居里温度和磁性能,结果表明烧结温度范围在600℃～1000℃之间,居里温度TC为274.5 K,和烧结温度没有明显关系,在H=2T时,烧结温度分别为600℃,800℃,1000℃,对应的磁熵变△SM分别是2.02 J/(kg.K),3.06 J/(kg.K),3.56 J/(kg.K),当烧结温度升高到1200°C时,居里温度TC为242.9K,通过控制烧结温度来调节La0.85K0.15MnO3纳米颗粒的磁性能。     

Tb3NiSi2合金磁相变与磁热性能研究

依据X射线衍射(XRD)与等温磁化曲线和等磁场变温磁化曲线,主要研究了Tb₃NiSi₂合金相结构与磁性相变和磁热性能。XRD表明,采用800℃保温14天,然后炉冷至室温的热处理方法制备的R3NiSi2(R=Tb,Dy,Ho,Er)合金中,主相均为Gd3NiSi2型正交结构(空间群:Pnma,No.62)相,但杂相R5Si3含量存在差异,其规律是从Er到Tb,含量依次减少,Tb₃NiSi₂合金样品基本为一个单相,其相应晶格常数分别为a=1.1240(8)nm,b=0.41009(8)nm,c=1.12058(1)nm。等温磁化曲线显示在50~300 K温度范围内,Tb₃NiSi₂合金仅展现出铁磁-顺磁相变,并没有在130,82,66,53 K等观察到相关文献报道的多重的反常反铁磁态-铁磁态(AFM-FM)相变。0.01 T磁场下的磁化强度对温度求导曲线(d M/d T)和0~2 T磁场下的Arrott图结果证实合金铁磁-顺磁二级磁相变居里温度(Tc)=88 K。居里外斯定理拟合表明合金中Tb³⁺粒子的有效磁矩为9.90μB(μB为玻尔磁子),同期望值μeff/Tb³⁺=g(J(J+1))1/2=9.72μB基本一致。在磁热性方面,Tb₃NiSi₂合金在0~2 T磁场范围内,低场响应性较差,铁磁态分子的有效磁矩远低于顺磁分子有效磁矩,最大磁熵变(-ΔSM_max)为3.2 J·kg^-1·K^-1;在对应的半高宽温跨(δTFWHM)=35.5K范围内,相对制冷量为113 J·kg^-1。     

碱金属掺杂ABO3和A3B2O7型钙钛矿磁卡、磁电阻效应研究

采用改进的溶胶 凝胶法制备了La2 .5- 2xK0 .5+ 2xMn2 O7+δ(x =0 .0 75 )和La1 -xKxMnO3+δ(x =0 .0 75 )钙钛矿材料 ,对比研究了两类化合物的结构、磁卡和磁电阻效应。结果表明层状钙钛矿具有独特的结构和输运特性 ,并具有比较大的低温磁电阻效应 ,这是由电荷在双Mn2 O面内和面间各向异性的输运行为决定的。两类材料表现出相近的磁学性质和磁卡效应 ,说明层状钙钛矿材料的磁性质主要由面内Mn -O双交换作用所决定。     

Large Magnetic Entropy Effect in La2／3Ca1／3MnO3

The magnetocaloric effect in the colossal magnetoresistance material La2/3Ca1/3MnO3 was studied. From the measurements of temperature dependence of magnetization in various magnetic fields, the large magnetic entropy change associated with the ferromagnetic-paramagnetie transition was discovered. This result suggests that perovskite manganites are suitable candidates as working substance in magnetie refrigeration technology.     

Gd4(BixSb1-x)3系列合金在低磁场下的磁热效应

用高频悬浮炉熔炼了Gd4(BixSb1-x)3系列合金,利用X光粉末衍射技术确定其结构。在1.3T的磁场下,利用自制的△Tad-T曲线测量仪直接测量了该系列合金的磁热效应。发现Gd4(BixSb1-x)3系列合金在低磁场下具有较大的磁热效应,通过改变Bi的含量,其居里温度在267K～332K温度之间增加,从而在一个较宽的温度范围内能获得较大的绝热温变。在对退火前后的样品进行△Tad-T测量后,发现其热稳定性很好。实验结果说明Gd4(BixSb1-x)3系列合金是一种性能良好的磁致冷材料。