LaFe12.2-xCo0.9SixB0.25合金磁热效应研究

采用真空高频磁悬浮炉制备出LaFe12.2Co0.9SixB0.25(x=1.1,1.3,1.5)3组合金样品,并测量其绝热温变,绘制出绝热温变曲线.实验结果表明,通过调节微量元素Si的含量,可以将材料的居里温度调节到合适的值,并保持较好的磁热效应.当Si含量在1.1％时,该合金绝热温变值最大.     

Gd_3Al_(2-x)Ga_x合金的磁热效应研究

以Gd3Al2作为母相,在其中少量添加Ga元素替代部分Al元素,使其形成Gd3Al2-xGax(x=0.1,x=0.2,x=0.3)系列合金,经过热处理后,通过X射线衍射、扫描电镜、振动样品磁强计测量及直接测量等方法进行研究,实验结果表明:Gd3Al2-xGax(x=0.1,x=0.2,x=0.3)系列合金的晶体结构均为Zr3Al2型,主相为Gd3Al2,还有少量的Gd2Al相和Gd Al相。当x=0.2时,Gd3Al2-xGax合金的绝热温变值为2.7 K,比Gd3Al2高0.7 K,居里温度为277 K。少量添加Ga对磁熵变的提高有一定帮助,但对提高居里温度的作用不明显。     

Gd1-xVx系列合金的磁热效应研究

采用真空电弧熔炼方法制备Gd1-xVx(x=0.01,0.03,0.05,0.07,0.09)系列合金.研究发现:Gd1-xVx合金完全保持了纯Gd的六方型晶体结构,其在居里温度附近的磁特性符合二级相变规律;合金居里温度比纯Gd低1～2 K,并且随x的增加变化很小;在低磁场下Gd1-xVx合金具有较大的磁熵变、绝热温变以及较宽的ΔSM-T 曲线峰,并且所有样品的相对制冷能力都明显优于纯Gd.     

Gd3+xAl2-x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,Gd3.1Al1.9,Gd3.2Al1.8,Gd3.33Al1.7四种合金。用直接测量法测量了在1.5T磁场下纯Gd和样品的磁热效应。结果表明,在1.5T磁场下,Gd3Al2,Gd3.1Al1.9,Gd3.2Al1.8,Gd3.33Al1.7和纯Gd的最大绝对温变分别为2.1K,2.0K,1.6K,1.5K和3.2K;Gd3.1Al1.9的居里温度最高,为286K。     

Gd0.95Nb0.05合金磁热效应的研究

采用X射线衍射技术、直接磁热效应测量仪和VSM振动样品磁强计研究电弧熔铸和400℃,1h热处理后低纯Gd0.95Nb0.05合金的磁热效应。结果表明:适量Nb的加入不改变商业Gd的居里温度,但明显提高了商业Gd的磁热效应,最大绝热温变由3.1K增加到3.5K,1.5T磁场下最大磁熵变为3.99J/(kg·K);Gd0.95Nb0.05合金经过400℃,1h热处理后,居里温度提高了2K,最大绝热温变和最大磁熵变有不同程度的增加。与高纯Gd相比,商业原料制备的Gd0.95Nb0.05合金成本低廉,是一种非常实用的磁制冷工质材料。     

LaFe11.9-xCoxSi1.1B0.2(x=0.7,0.8,0.9)合金的磁热效应

使用电弧熔炼法制备了LaFe11.9-xCoxSi1.1B0.2(x=0.7,0.8,0.9)系列合金.XRD分析表明该系列合金除微量的α-Fe相外,均由NaZn13型立方结构单相组成.晶格常数随着Co含量的增加而增大,分别为1.1487,1.1496,1.1498nm;磁性测量表明该系列合金的Curie温度在室温附近,并且也随着Co含量的增加而分别增加到270,290,300 K.在外场变化△B=1.5 T时,该系列合金的最大磁熵变均为金属Gd的2倍左右,相对制冷能力与金属Gd基本相同.     

Gd99.75Fe0.25合金的大磁热效应及应用特性研究

采用X射线衍射、物理性能测试系统、显微硬度计及电化学工作站研究了经氩弧熔炼、1123 K均匀化热处理168 h的 Gd99.75Fe0.25合金的磁热效应及应用特性。结果表明：Gd99.75Fe0.25合金仍保持纯Gd的六方晶体结构;Gd99.75Fe0.25合金的居里温度为294 K,且在居里点附近发生铁磁到顺磁的二级相变,2和5 T外场下的最大磁熵变分别为4.99和9.37 J·kg-1·K-1,均大于纯Gd;Gd99.75Fe0.25合金的显微硬度（HV0.2）590 MPa,与纯Gd相当,但少量Fe的掺杂提高了Gd的耐蚀性。含少量Fe的Gd99.75Fe0.25合金具有大的磁热效应及良好的应用特性,是一种有很大应用潜力的室温磁致冷材料。     

Gd3Al2系合金磁热效应的比较

用真空高频磁悬浮炉制备了Gd3＋xAl2-x（x=0,0.1,0.2,0.3）合金、Gd3-XZnxAl2（x=0、0.1、0.3、0.6）合金和Gd3-xMnxAl2（x=0、0.1、0.2、0.3、0.6）合金。用直接测量法测量了在1.5 T磁场下这3组合金的磁热效应。结果表明,在1.5 T磁场下,Gd3＋xAl2-x合金中X=0.1时,其最大绝热温度变化ΔTad最高,为2.1 K;Gd3-xMnxAl2合金中Gd2.7Mn0.3Al2的居里温度Tc最高,达到290 K。     

Gd3-xCuxAl2系合金磁热效应的研究

采用真空高频磁悬浮炉制备出一系列Gd3-xCuAl2(x=0,0.1,0.2,0.3)合金.通过Cu对Gd的部分替代,研究了Cu元素微量替代对Gd3Al2合金磁热效应的影响.结果表明,Gd3-xCuxAl2系合金的结构同样为Zr3Al2型;在1.5T磁场下,随着Cu含量的增加,Gd3-xCuxAl2系合金的最大绝热温变下降,居里温度提高.说明Cu对Gd的部分替代改变了Gd3Al2合金磁热效应.     

冷速对LaFe_(12.4-x)Si_xCo_(0.6)合金显微组织和相组成影响

研究了冷速对LaFe_(12.4-x)Si_xCo_(0.6)合金的凝固行为的影响。应用XRD和SEM扫描电镜分析了合金显微组织结构和相组成,并应用包晶凝固理论对此作了进一步的解释。结果表明,冷速和Si含量变化对合金的凝固行为有很大的影响。冷速较低约为60 K/s,x≤1.5时凝固组织以Fe相为主;随冷速增加约为500 K/s,x=1.5时,合金的凝固组织出现1∶13相;随冷速的进一步增加约为1 500 K/s,x=1.0时出现1∶13相,且随x值增加1∶13相含量增加。     

高温短时退火LaFe_(13-x)Si_x合金的组织结构

采用XRD、SEM及EDS等手段研究了LaFe13-xSix(x=1.43,1.56,2.4)合金铸态及高温短时退火后的结构与显微组织,并通过振动样品磁强计研究了退火态合金的磁性能.结果表明:铸态LaFe11.57Si1.43和LaFe11.44Si1.56含有大量的α-Fe和LaFeSi相,显微组织呈典型的树枝晶状,LaFe11.44Si1.56还含有较多具有NaZn13型结构的相.铸态LaFe10.6Si2.4可直接得到具有NaZn13型结构的主相,组织呈胞状.在1350 ℃退火0.5 h并随炉冷却后,除含有少量α-Fe及LaFeSi杂相外,LaFe11.57Si1.43和LaFe11.44Si1.56主要以具有NaZn13型结构的相为主,其组织呈等轴晶状.磁性测量结果表明:随Si含量的增加,合金居里温度逐渐升高.     

La(FexSi1-x)13系磁热合金的研究进展

介绍了NaZn13型La(FexSi1-x)13系磁制冷材料的制备、合金化、磁热效应及其在磁制冷机中的应用情况,并分析了限制该材料在磁制冷机中应用的主要因素。     

Al对Fe-B-C-Si系合金的非晶形成能力和磁性能的影响

利用熔态旋淬法制备了系列铝含量的Fe-B-C-Si-Al系非晶合金薄带试样,采用X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)和振动样品磁强计(VSM)研究了合金元素Al对Fe-B-C-Si系合金的非晶形成能力以及磁性能的影响。结果表明,Al元素明显提高Fe-B-C-Si合金的非晶形成能力,非晶合金薄带的临界厚度由无Al合金的小于35μm增加到含铝合金的70μm以上,并具有良好的塑性,可进行180o弯折而不断裂。饱和磁感应强度(Bs)也由无Al合金的1.52T增加到含铝合金的1.72T。     

GdAl磁制冷工质材料的磁热效应

对成本较低、抗氧化性好的GdAl磁制冷工质材料制作工艺和性能进行了研究。比较了铸锭法和熔体快淬法对磁制冷工质材料组织结构和性能的影响。用直接测量法测其在外加磁场为1．2T，温度变化范围在-10℃～30℃下的磁热效应。结果表明：熔体快淬法制备的磁工质材料晶粒尺寸小于铸锭法，但其磁热效应和居里温度均低于铸锭样，原因是熔体快淬法制备的磁制冷工质材料中相结构发生变化，磁热效应优良的Gd3Al2相减少，性能较差的GdAl3相增加。同时，与铸锭组织相比，细晶组织内部出现大量的晶界，晶界处原子排列的无序度增加，材料的比热升高，导致磁热效应降低。再者，细晶晶界处的原子密度和配位数远远偏离了完整晶体的晶体结构，从而使配位数Z降低而导致居里温度降低。     

工质材料GdDyFe磁热效应的研究

对于磁制冷GdDyFe铸锭复合材料和快淬得到的纳米晶薄带的结构和磁热效应进行了研究和分析。结果表明，GdDyFe铸锭样品和纳米晶薄带样品的居里温度比GdDy合金高，分别由原来的260K升高到了275K和263K，并保留了较大的磁熵变。而且几种相变温度各不相同的铁磁物质复合的GdDyFe材料及其薄带样品的纳米晶结构使得样品的高磁熵变温区范围宽化。该材料适用于埃里克森循环，为磁制冷材料的实用化带来了希望。     

The effect of high-temperature annealing on LaFe_(11.5)Si_(1.5) and the magneto-caloric properties of La_(1-x)Ce_xFe_(11.5)Si_(1.5) compounds

The powder X-ray diffraction patterns of LaFe11.5Si1.5 compounds annealed at different high temperatures from 1323 K (5 h) to 1623 K (2 h) show that a large amount of 1:13 phase begins to form in LaFe11.5Si1.5 compound annealed at 1423 K (5 h). In the temperature range from 1423 to 1523 K, α-Fe and LaFeSi phases rapidly decrease to form 1:13 phase. LaFeSi phase is rarely observed, and the most amount of 1:13 phase is obtained in the compound annealed at 1523 K (5 h). With the annealing temperature increasin...