室温磁致冷材料及技术的研究进展

本文简要介绍了磁致冷机的基本工作原理；回顾了室温磁致冷材料及技术的发展历史；概述了具有突破性的最新研究进展。最后本文指出了室温磁致冷的潜在市场及发展趋势。     

低温反应溅射沉积α-(Al,Cr)_2O_3膜

使用AlCr合金靶材在高功率脉冲磁控溅射系统中低温反应溅射沉积氧化物薄膜,并与使用纯Al靶反应溅射的薄膜对比。用纳米压痕仪测量薄膜的力学性能,使用扫描电镜(SEM)、掠入射X射线衍射(GIXRD)和能谱仪(EDS)等手段研究了沉积薄膜的表面形貌、相结构和元素组成。结果表明,反应溅射Al时靶表面火花放电严重且工艺不稳定,因此所沉积的薄膜表面粗糙、疏松,硬度低;而反应共溅射AlCr能抑制靶表面火花放电,沉积薄膜平整、致密且硬度高;在540℃和10%氧分压条件下,可沉积出以α-(Al,Cr)_2O_3为主的刚玉型结构氧化物薄膜。     

室温磁致冷工质的选用原则及制备技术

本文对近年来在制冷界研究相当活跃的磁致冷工质 ,尤其是室温磁致冷工质———铁磁材料 ,在外加磁场中的热力学特性进行了分析、讨论 ,并在此基础上总结了选取室温磁致冷工质的理论依据和原则。本文介绍了室温磁致冷工质的制备方法 ,特别是系列工质复合法 ,并展望了今后的研究方向     

高能球磨制备Ni60-TiB2纳米金属基陶瓷结构喂料及其结构特性

以Ni60和TiB2粉为原料,在氩气保护下采用高能球磨技术制备Ni60-TiB2纳米金属基陶瓷结构喂料,并研究了其结构特性。用XRD、SEM、EDS和激光粒度分布仪等对粉末进行表征和分析,结果表明:Ni60-TiB2粉体在室温条件下,经20h球磨后其晶粒尺寸和微观应变分别为38nm和0.237%,显微组织为纳米级硬质相TiB2均匀弥散分布于粘结相NiCr上,粉末近似球状,流动性良好,稍加过筛后可直接用于HVOF喷涂。     

NdFeB磁粉对粘结NdFeB/锶铁氧体复合磁体性能的影响

采用流动温压成型技术制备了各向同性粘结NdFeB/锶铁氧体复合磁体。研究了不同类型NdFeB磁粉对粘结NdFeB/锶铁氧体复合磁体磁性能和交换耦合作用的影响。结果表明,粘结贫稀土NdFeB/锶铁氧体复合磁体的综合磁性能最好,当NdFeB和铁氧体的质量比为3:2时,其磁性能Br=0.38 T,Hcj=524 kA/m,(BH)max=21.9 kJ/m3;另外,其Henkel曲线为典型的S型曲线。粘结纳米双相NdFeB/锶铁氧体复合磁体内的交换耦合作用近乎消失,磁体内以静磁交互作用为主。     

室温磁致冷合金Pr2Fe17-xCox的结构、磁性和磁熵变

在氩气气氛中用熔炼法制备了Pr2Fe17-xCox系列合金，通过粉末X射线衍射和SQUID磁强计研究了样品的结构、磁性和磁熵变。结果表明：Pr2Fe17-xCox系列合金具有菱方Th2Zn17型结构；通过成分微调使其居里温度处在室温附近：Pr2Fe17-xCox，系列合金有较大的磁熵变，在低场下的磁熵变是金属Gd的65％～73％，而高场下的磁熵变则为金属Gd的63％～68％；但其成本约为金属Gd的1／10，具有很高的性价比，是一类有很大应用潜力的室温磁致冷材料。     

Fe84SixB10.5-xP5Cu0.5合金的微观结构、热稳定性和磁性能

采用单辊熔体快淬法制备Fe84SixB10.5-xP5Cu0.5(x=0,0.5,1.5,3.5,4.5,5.5)合金带材,并采用X射线衍射仪(XRD)、软磁直流测量仪、振动样品磁强计(PPMS-VSM)以及差示扫描量热仪(DSC)对合金微观结构、软磁性能以及热稳定性进行了表征.研究了Si取代B对合金微观结构、软磁性能以及热稳定性的影响.结果表明,Fe84SixB10.5-xP5Cu0.5(x=0～4.5)淬态合金具有ɑ-Fe相(200)衍射峰.当Si取代量为x=5.5时,合金ɑ-Fe相(200)衍射峰消失,具有非晶的淬态结构.x=5.5成分合金过冷液相区为133℃.x=5.5合金的饱和磁化强度μ0Ms为1.85 T,矫顽力为12.93 A/m.     

柴油发电机组排气阀断裂失效分析

某柴油机发电机组排气阀服役约3万h后断裂,为了查明原因,对气阀进行了材料成分、断口、金相组织和硬度等检测分析.结果表明,排气阀的断裂是由局部腐蚀疲劳开裂引发的瞬间脆断.     

La2Fe14B和Ce2Fe14B合金在快淬和热处理过程中相析出行为的比较

研究了溶体快淬三元La_2Fe_(14)B和Ce_2Fe_(14)B合金的相析出行为和磁性能,对不同快淬速度(10~50 m/s)和不同热处理温度下制备的样品进行了系统分析。结果表明,通过直接快淬,La_2Fe_(14)B合金中不能形成2∶14∶1硬磁相,而Ce_2Fe_(14)B合金可以获得2∶14∶1相。La_2Fe_(14)B合金在10m/s快淬时主要由La和α-Fe相组成,而Ce_2Fe_(14)B合金中2∶14∶1硬磁相在10m/s和20m/s快淬时析出。随着辊速的增加,非晶相逐渐增多并成为主相。在热处理过程中,La_2Fe_(14)B合金析出相以α-Fe和La相为主,并且高温下液态的富La相和α-Fe相可以共存;而Ce_2Fe_(14)B合金中先析出α-Fe,后析出2∶14∶1硬磁相,随后析出相长大。结果还表明,La_2Fe_(14)B比Ce_2Fe_(14)B有更高的非晶居里温度和更低的α-Fe相析出温度。由于硬磁相的析出,Ce_2Fe_(14)B合金可以获得较好的硬磁性能,包括一定的矫顽力。此研究对含La、Ce稀土永磁材料的生产具有一定的指导作用。     

室温磁致冷技术应用研究进展

磁制冷技术具有结构紧凑、安全可靠、高效和环保等优异特性,是一种具有广阔应用前景新型绿色制冷技术。本文介绍了磁制冷技术的原理、分类及其实现的关键技术,并详细综述了室温磁制冷机的新近研究进展,展望了室温磁制冷技术的商业化应用前景。