LaFe_(11.17-x)Co_(0.78)Si_(1.05)B_x合金磁热效应的研究

用工业纯原料研究了LaFe11.17-xCo0.78Si1.05Bx(x=0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5)合金在室温附近的磁热效应。B元素作为间隙原子进入晶胞,随着B含量的增加,磁相变点从x=0时的277K升高到x=0.3时的289K。同时,磁熵变和直接测量的绝热温变也随着B含量的增加而增大了,在低磁场具有较大的磁热效应。测量表明合金的热滞和磁滞均很小。

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。

室温磁制冷机永磁磁场的设计

根据室温磁制冷机用永磁磁场的特点,用磁库仑定律法推导出一套永磁磁路计算公式,该公式可计算各种室温磁制冷机用永磁磁路的磁感应强度(B),计算值与实际测量值符合得较好.采用聚磁技术设计了磁制冷用的大于1.8 T的永磁磁场,并根据往复式和旋转式磁制冷机的特点,设计了室温磁制冷机用的几种永磁磁场.

高梯度强磁力永磁磁选机磁系的研究与磁场计算

用稀土永磁材料NdFeB,研究并设计了高梯度强磁力永磁磁选机的磁系,用我们推导的磁路计算方法及公式对磁系的磁场强度、梯度及磁力进行了计算与分析,研制并优选了最佳的高梯度强磁力永磁磁选机的磁系.

几种磁制冷材料的室温磁热效应

用高频悬浮炉(冷坩埚)熔炼了Gd5Si2Ge2、Gd4Sb1.5Bi1.5、Gd3Al2、Mn5Ge3等金属化合物.在磁场H=1.3T下,用XHY磁热效应测量仪直接测量它们的绝热温变△Tad,得到了这几种材料的居里点,并和金属Gd进行了比较.

Gd_5(Si_xGe_(1-x))4合金磁热效应的直接测量

为了选择合适的磁致冷材料 ,确立更准确的测量方法 ,利用永磁体作磁场 ,采用高灵敏温度传感器 ,直接测量了Gd5(SixGe1-x) 4合金样品的ΔTad-T曲线 ,并与文献中相同成分的样品间接测量的结果进行了比较 .

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LaFe_(11.9-x)Co_xSi_(1.1)B_(0.2)(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NaZn_(13)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1.1487,1.1496,1.1498 nm;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ΔB=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.

稀土永磁体研究发展动态综述

经历三代的稀土永磁体发展至今,第三代稀土永磁体(NdFeB)的磁能积已接近其理论极限值,满足不了高技术提出的更高要求。而交换耦合纳米合成材料(R2Fe14B/软磁相)的研究工作尚未取得重大突破。综述了稀土永磁体发展历史和目前其前沿研究动态,同时针对纳米合成材料的难点进行讨论,并提出克服困难的思路。

LaFe_(11.2)Co_(0.7)Si_(1.1)B_x合金在室温区的大磁热效应

从室温磁制冷目的出发,用工业纯原料制备了具有NaZn13型结构的稀土铁基化合物LaFe11.2Co0.7Si1.1Bx(x=0,0.1,0.2,0.25,0.3,0.4,0.5),并对其磁热效应进行了研究。实验结果表明,LaFe11.2Co0.7Si1.1Bx合金在室温区具有大磁热效应,在x=0.2时,磁熵变ΔSm的峰值位于居里温度TC=270K处,1.5T外磁场下达到7.3J/kg.K,直接测量绝热温变ΔTad达到2.7K;B元素作为置换原子和间隙原子进入NaZn13相,显著提高了合金的磁熵变和居里温度。

热处理对LaFe_(11.2)Co_(0.7)Si_(1.1)B_(0.2)合金磁热效应的影响

在高温(1170℃)下对LaFe11.2Co0.7Si1.1B0.2合金进行0h,1h,3h,6h,24h和72h热处理,测量了其磁热效应,并利用XRD和SEM进行结构和相组织分析。结果表明合金铸态以α-Fe相为主,随着热处理时间增加,α-Fe相逐渐减少,而NaZn13相(1∶13相)增加,时间太长(72h)α-Fe相组织变大;磁热效应T-ΔTad曲线峰值也随着时间增加,在6h时达到最大值,之后下降,而居里点有所升高。

磁致冷材料研究进展

介绍了磁致冷材料磁热效应的表征方法,概述了国内外各温度区间磁致冷材料的研究进展。在20K以下温区,磁致冷材料研究主要集中在具有高导热率、低点阵热容和极低有序化温度的石榴石,如Gd3Ga5O12(GGG),Dy3Al5O12(DAG),Gd3Ga5-xFexO12(GGIG)及Er基磁致冷材料;20K^77K温度区间,磁致冷材料研究主要集中在重稀土金属间化合物中,如(Dy1-xErx)Al2复合材料等;在室温附近,具有大磁热效应的磁致冷材料以稀土Gd,Gd5(SixGe1-x)4(0≤x≤0.5)和MnFeP1-xAsx(0.15≤x≤0.66)合金为代表,特别是Gd5Si2Ge2(TC=274K)和MnFeP0.45As0.55(TC=300K)合金,在磁场5T下具有巨磁热效应,是Gd的2倍以上。总结了各温度区间磁致冷材料的选择依据。重点评述了室温磁致冷材料的最新研究成果,展望了室温磁致冷材料的发展前景。

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-ΔTad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。

钙热还原及熔盐萃取联合法一次性制备低氧低氟金属镝

对低氧低氟金属镝的制备工艺及机理进行研究,结果表明:采用氟化氢铵处理后,再用氟化氢气体氟化,并进行脱氟处理的干法氟化工艺,可得到高纯氟化镝,氟化率达99.9%;采用钙热还原及熔盐萃取联合法一次性制备工艺,可有效降低金属镝中的氧、氟含量,制备的金属镝纯度大于99.9%。

Pr_2Fe_(17-x)Si_x合金的磁热效应

用电弧熔炼法制备了Pr2Fe17-xSix(x=0,0.1,0.15,0.3)系列合金,用粉末X线衍射和磁性测量研究样品的结构、磁性、磁熵变及绝热温变.结果表明:Pr2Fe17-xSix系列合金的晶体结构为Th2Zn17型菱方结构;随着Si含量的增加,居里温度由x=0时的290K提高到x=0.3时的328K;外加磁场为1.5T时,磁熵变由x=0时的2.39J/(kg.K)降低到x=0.3时的1.67J/(kg.K),但绝热温变没有显著变化.

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。

LaFe11.4Si1.6By系列化合物的磁性和磁熵变

LaFe11.4Si1.6By(y=0、0.1、0.2、0.3、0.4和0.5)系列化合物,通过添加少量的B后,可以明显的缩短退火时间。晶格常数随着B含量的增加先减小后增大。该系列化合物的热滞很小,B的添加对其热滞几乎没有影响。在外加磁场变化为0～1.5T时,等温磁熵变的最大值从19.1J/(kg.K)(y=0)逐渐下降到7.1J/(kg.K)(y=0.5)。该系列化合物在B含量较低时,处于居里温度(Tc)之上,存在比较明显的场致变磁转变特性。随着B含量增加到0.5时,场致变磁转变特性明显减弱。

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。

Mn_(1.18)Cr_(0.02)Fe_(0.8)P_(0.95-x)Ge_xSi_(0.05)化合物的磁热效应

在氩气保护下用高能球磨和粉末烧结法制备了Mn1.18Cr0.02Fe0.8P0.95-xGexSi0.05（x=0.245,0.250,0.255,0.260）系列化合物。通过X射线衍射和磁性测量研究了样品的物相结构和磁热效应。该系列化合物结晶为Fe2P型六角结构,少量Si的添加有利于稳定Fe2P型相。热磁曲线显示该系列化合物没有热滞或具有很小的热滞。该系列化合物的居里温度随Ge含量的增加而升高,在0~1.5 T磁场下,最大等温磁熵变约为8J/kg.K。结果说明该系列化合物具有良好的室温磁热效应。

LaFe_(11.5)Si_(1.5)By合金的磁热效应

LaFe11．5Si1．5By（y=0，0．1，0．2，0．3，0．4和0．5）系列合金，通过添加少量的B后，可以明显的缩短退火时间。晶格常数随着B含量的增加而逐渐增大。居里温度随着B的增加分别从183K升高到186K。该系列化合物的热滞很小，B的添加对其热滞几乎没有影响。在外加磁场变化为0～1．5T时，等温磁熵变的最大值从20．0J／kgK（y=O）逐渐下降到10．7J／kgK（y=0．5）。该系列化合物在B含量较低时，处于居里温度（R）之上则存在比较明显的场致变磁转变特性。随着B含量增加到0．5时，场致变磁转变特性明显减弱。

红色稀土陶瓷颜料的研究现状与展望

从稀土红色陶瓷颜料的研究发展现状、制备工艺等方面介绍了目前几种比较流行的红色稀土陶瓷颜料,并通过对这几种红色稀土陶瓷颜料的比较,提出了一种新型的红色稀土陶瓷颜料及其制备工艺。