Gd_(0.97-x)Dy_xV_(0.03)-Cu磁制冷材料复合工艺研究

利用导热模型对磁制冷材料与Cu的复合能否提高传热效率进行了可行性分析。采用真空扩散焊接实现了Gd0.97-xDyxV0.03(x=0.0,0.1,0.2,0.3)合金与Cu两种性能差异很大的材料之间的复合连接,其最佳复合工艺参数为:焊接温度610℃,压强为16MPa,保温时间为110min。复合后的磁制冷材料的最大结合强度为24.6Mpa,并且磁制冷材料与Cu界面结合紧密,无缝隙等缺陷,该工艺为复合磁制冷材料制备方法提供了新的工艺方向。

Gd_(0.97)V_(0.03)合金的强度和耐腐蚀性能研究

本文对Gd0.97V0.03合金的硬度、抗拉强度、耐腐蚀性以及相关机理进行了研究。研究发现:Gd0.97V0.03合金硬度和抗拉强度分别为86.2HV和205MPa,相比Gd分别提高了40%和12%;相同的腐蚀时间下,Gd0.97V0.03合金的腐蚀量和腐蚀速度在开始时高于纯Gd,但经过1天左右水腐蚀后,其腐蚀量和腐蚀速度明显低于纯Gd,Gd0.97V0.03合金腐蚀层产物主要为Gd的氧化物Gd2O3,以上结果表明该系列材料有望成为良好的室温低场磁制冷工质。

Gd_(0.97-x)Dy_xV_(0.03)-Cu复合磁制冷材料的性能研究

对采用真空扩散焊接制备的Gd0.97-xDyxV0.03（x=0．0,0．1，02，0．3）-Cu复合磁制冷材料的界面微观特性、磁热性能进行研究。XRD衍射和XPS能谱结果表明所有复合界面基本都是Cu向磁制冷材料内扩散，在Cu基体中基本上没有磁制冷材料元素的扩散；磁制冷材料与Cu之间没有化合物产生，复合扩散层宽度大约为5-8μm，远低于采用传统复合工艺的扩散层宽度（200μm）。在测试温度范围内复合材料相变类型为二级相变特征；复合材料的最大绝热磁熵变为2．83J／（kgX），对比复合前虽有所下降，但其绝热磁熵变曲线峰宽显著增加，其半高峰处的温度间距高达110K以上，相对磁制冷能力大于311．3J／kg以上，明显优于复合前；复合材料的最大绝热温变为1．59K，其绝热温变曲线保持较高温变的平台显著拉长，出现较高温变的平台温度有所提高，更趋近于室温。以上结果对磁制冷材料实现商业应用具有意义。