新型磁热效应直接测量仪的研制与性能测试

基于Halbach旋转原理,设计三种尺寸的中空圆柱形NdFeB永磁磁体。利用有限元法计算的结果表明,NdFeB永磁磁体中间空隙处可产生匀强磁场,磁感应强度分别为1.0 T、1.5 T和2.0 T,方向和主磁体的磁化方向相同。NdFeB永磁磁体中轴线上磁场分布的测试结果和计算结果相吻合,误差在5%以内。基于绝热温变的直接测量法,研制磁热效应直接测量仪。对典型磁热材Gd的测试结果表明,磁热效应直接测量仪可准确测量磁热材料的绝热温变,精度在0.2℃以内。该磁热效应直接测量仪对样品的形状要求较低,测量时间短,测试过程简便。

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。

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。

Gd_(3-x)Zn_xAl_2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、Gd2.9Zn0.1Al2、Gd2.7Zn0.3Al2、Gd2.4Zn0.6Al2四种合金。用直接测量法测量了在1.5T磁场下这四种合金的磁热效应。结果表明,在1.5T磁场下,Gd3Al2、Gd2.9Zn0.1Al2、Gd2.7Zn0.3Al2、Gd2.4Zn0.6Al2的最大绝对温变分别为2.0K、1.4 K、1.1K和0.7K;当Zn含量为0.1时,居里温度为287K。

Dy对Gd磁热效应的影响

通过对 Gd及不同配比的 Gd- Dy合金的 X射线衍射分析和磁热效应 T- Δ Tad曲线测量结果的分析表明 ,Dy的添加没有改变 Gd的晶体结构 ,而使其居里温度和磁热效应发生有规律的改变。

Gd_(3-x)Mn_xAl_2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,Gd2.9Mn0.1Al2,Gd2.8Mn0.2Al2,Gd2.7Mn0.3Al2四种合金。用直接测量法测量了在1.5T磁场下这四种合金的磁热效应。结果表明,在1.5T磁场下,Gd3Al2,Gd2.9Mn0.1Al2,Gd2.8Mn0.2Al2的最大绝对温变分别为2K,1.5K和1.3K;随Mn含量的增加,居里温度Tc提高。

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 .

Gd_(3+x)Al_(2-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。

Nd_(2-x)Ce_xFe_(17)(x =0.5,0.8,1.0)合金磁热效应的研究

用真空高频磁悬浮炉制备了Nd2-xCexFe17(x=0.5,0.8,1.0)合金,并用直接测量法测量了样品在1.3T磁场下的磁热效应.研究表明,合金的居里温度和绝热温度ΔTad最大值均随Ce原子分数x的增加而逐渐降低.MegnetocaloriceffectinNd2-xCexFe17(x=0.5,0.8,1.0)WUZhong-wang1,XULai-zi2,HUANGJiao-hong2,LIUJin-rong2,JINPei-yu2,LIJie1,QIUJu-feng2(1.MaterialScienceandEngineeringSchool,USTInnerMongolia,Baouou014010,China;2.BaotouResearchInstituteofRareEarth,Baotou014010,China)

Gd_3Al_2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。

Gd_(1-x)Zn_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Gd0 9Zn0 1,Gd0 8Zn0 2 ,Gd0 7Zn0 3 3种合金 ,并用直接测量法测量了样品及纯Gd在 1 5T磁场下的磁热效应 ,发现Gd1-xZnx(x=0 .1,0 .2 ,0 .3)系合金仍具有较大的磁热效应 ,且其最大绝热温变ΔTad 随x的增加而降低 。

LaFe_(12.2-x)Co_(0.9)Si_xB_(0.25)合金磁热效应研究

采用真空高频磁悬浮炉制备出LaFe12.2-xCo0.9SixB0.25(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_(3-x)Cu_xAl_2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-xCuxAl2(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1.5 T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。

磁热效应的直接测量及装置

磁热效应的测量有间接测量和直接测量两种方法。本文在比较两种测量方法各自特点的基础上,重点综述了直接测量装置的种类及特点;指出直接测量装置在室温磁制冷技术研究中的重要作用。

热处理对Mn_5Ge_(2.8)Sb_(0.2)合金粉末磁热效应的影响

用高频真空悬浮炉冶炼Mn5Ge2 8Sb0 2合金,经20h高能球磨制粉,制得粉末样品经600℃保温2h热处理.

关于磁热效应绝热温变直接测量方法问题探讨

传统的磁热效应绝热温变直接测量方法,对于无热滞材料同一样品采用加磁和退磁方法测得的材料磁热效应曲线不重合,存在曲线偏移错位的问题,由此会得出同一样品采用不同测量方法其磁相变温度不同的结论。究其原因,问题出在测量方法的定义上。由于磁热效应直接测量方法没有统一标准,本文提出两种新的测量方法解决以上问题,"起始点折中法"和"正弦波测量法"。

新型室温磁热效应直接测量仪研制

采用冷阱技术、高精度温度传感器与高精度测量仪表、制冷/制热功率连续调节技术以及磁场系统可更换方式研制了一台新型室温磁热效应测量仪。该测量仪具有测温温域宽、测温精度高、控温平稳、磁场系统可更换等优点。测量范围-50~70℃,测量精度达到0.01℃,磁场系统为0.8~1.8 T可更换。可用于室温磁制冷材料性能基础研究工作和磁制冷工质的选用。