制冷机用稀土磁性材料及其形状尺寸与加工

在概述了近年来制冷技术中应用较多的稀土磁性材料的基础上，介绍了这些材料在应用过程中形状与尺寸的确定思路和方法以及所采用的加工工艺。     

室温磁制冷机乙醇水溶液传热特性实验研究

以旋转式磁制冷样机为研究对象,研究乙醇水溶液与水在主动式回热器(AMR)的传热特性;探讨不同物理性质的换热流体组成的室温磁制冷机的蓄热机理;分析工质盘转速、换热流体流量、温跨等参数对工质盘温度分布的影响。实验结果表明:使用乙醇水溶液取代水作为工质盘的换热流体,有利于增大多孔介质的渗透率,使工质盘温度降低,系统的冷端获得较大的温度梯度,系统制冷功率提高6%左右。50%浓度的乙醇水溶液比10%浓度的乙醇水溶液,系统制冷量可以高出20W,冷端温降高出0.3 K左右。     

用于室温磁制冷机的高场强永磁磁路设计

把基于磁热效应的室温磁制冷技术应用到空调及家用冰箱上,除了开发出具有巨磁热效应的磁致冷材料(磁工质)外,高场强永磁磁路的设计与制造也是其关键。由于在空调及家用冰箱上采用结构复杂、价钱昂贵的超导磁体或电磁铁是不合适的,而传统永磁体回路的设计方法很难使永磁体产生较高的场强。本文在中空圆柱型磁场源(hollowcylindricalfluxsource)的基础上,设计出了用于室温磁制冷机(往复式和旋转式)的高场强永磁磁路,在磁路工作气隙为20mm时,工作气隙中心的场强分别为1 86T和1 97T。     

室温磁制冷高场强永磁磁路

在中空圆柱型磁场源(hollow cylindrical flux source)的基础上,设计并制作出用于室温磁制冷机(往复式和旋转式)的高场强永磁磁路,在磁路工作气隙为20mm时,工作气隙中心的场强的计算值及实测值均高于1.5T.     

铸态Mg-Sn二元合金的显微组织与力学性能

通过光学显微金相定量分析、SEM扫描电镜及EDX分析、XRD分析以及抗拉强度、显微硬度测试等实验手段,研究添加量0～10%(wt)Sn的铸态Mg-Sn二元合金的显微组织与力学性能。实验结果表明,显微硬度随Sn的增加而增加,Mg2Sn的第二相强化是主要原因。Sn≤5%(wt)时,合金的抗拉强度和伸长率随Sn的增加而增加,Sn的细晶强化起到了主要作用。Mg-10%Sn的抗拉强度、特别是伸长率降低,细晶强化作用消失和脆性的Mg2Sn颗粒数量增多是主要原因。     

La0．7Ce0．3（Fel-xCox）11．44Si1．56（x=0．04、0．06、0．08）合金的结构与磁热效应

通过X射线衍射仪研究了1300℃退火1h后的La0．7Ce0．3（Fel-xCox）11．44Si1．56（x=0．04、0．06、0．08）合金的相结构。采用振动样品磁强计研究了合金的磁性能。结果表明，合金主相具有NaZn13型结构，含有少量α-Fe和LaFeSi杂相；x=0．04、0．06和0．08时，合金的居里温度Tc分别为230．8、261、288．9K，在1．1T的外磁场变化下，等温磁熵变｜ΔSM｜分别为2．44、1．86和1．55J／（kg·K）。     

旋转式室温磁制冷机用高场强永磁磁路的设计

把基于磁热效应的室温磁制冷技术应用到空调及家用冰箱上,除了需要具有巨磁热效应的磁致冷材料(磁工质)外,高场强永磁磁路的设计与制造也是其关键.传统方法设计的永磁磁路很难得到较高的场强.本文在中空圆柱型磁场源(hollow cylindrical flux source)的基础上,通过改进磁路结构设计出了用于旋转式室温磁制冷机的高场强永磁磁路,用有限元法计算了磁场分布,磁路工作气隙中心的场强达1.96T.     

AZ91+0~2.0%La铸造镁合金的组织和力学性能

利用SEM和XRD等方法研究不同La添加量的AZ91+xLa(x=0%,0.3%,0.5%,0.7%,1.0%,1.5%,2.0%)(质量分数,下同)镁合金的铸态显微组织和相组成,并测试和分析合金的室温力学性能.结果表明:AZ91合金中加入0.3%～2.0%的La后,合金的晶界和枝晶界析出Al11La3化合物,其形态随La含量的增加从针状向片状过渡,同时β-Mg17Al12相的体积分数及尺寸随La加入量的增加而减小.此外,La的加入可明显细化AZ91合金的显微组织,其最佳加入量为1.0%～1.5%.稀土La的加入可以明显改善AZ91合金的力学性能,其原因与稀土细化组织、改变β-Mg17Al12相的体积分数及尺寸、弥散强化等有关.在本试验研究的合金中,AZ91+1.5%La合金力学性能最好,其铸态合金的抗拉强度和断裂延伸率分别达到226 MPa和7.5%.     

Mg-5Sn-xGd合金的铸态显微组织

研究了Mg-5Sn-xGd(x=0,0.5,1.0,2.0,4.0,6.0)合金的铸态显微组织.试验表明,随着Gd含量的增加,合金晶界上连续分布的片层状α-Mg Mg2Sn共晶组织逐渐减少并变得不连续.当Gd含量达到4%时,合金中共晶组织基本消失.在共晶组织减少的同时,合金晶界附近同时生成一种细小的不规则形状的Mg-Sn-Gd三元稀土相,随Gd含量的增加,该稀土相的数量增加,DSC分析结果显示该稀土相在582 ℃时可能发生相变.Gd的加入对合金中Sn元素的分布有显著影响.     

Nd改性AZ91合金的显微组织和力学性能

稀土Nd加入AZ91合金中可生成Al-Nd相并细化合金晶粒.Nd含量影响合金中Al-Nd相的种类、形貌、大小和分布,从而改变合金的室温拉伸力学性能.当Nd含量为1.0%时,合金中析出的Al-Nd相主要为针状的Al11Nd3相;当Nd含量为到2.0%时,针状的Al11Nd3相已经比较少,块状的Al2Nd相为主要的Al-Nd相;当Nd含量为到2.5%时,析出的Al-Nd相几乎全部为块状的Al2Nd相.Nd含量由1.0%增加到2.0%时,合金的伸长率、抗拉强度和屈服强度分别增加 33%、14%和4%;Nd含量由1.0%增加到2.5%时,上述三者分别增加44%、18%和6%.