LaAl添加对放电等离子烧结LaFeSi磁体微观结构和磁热效应的影响

使用LaFe_(11.3)Si_(0.77)薄带合金为前驱体粉末,研究了低熔点La_(0.77)Al_(0.23)合金添加对放电等离子烧结磁体微观结构和磁热性能的影响。研究发现,适量低熔点LaAl合金的添加能够促进包晶反应,制得了具有较高1:13相含量的LaFeSi磁体。磁体中观察到有微弱的巡游电子变磁转变现象的存在。热处理工艺研究显示,退火时间的增加会使得磁体的磁性转变由一级向二级变化,这主要归因于Al向1:13相内部的扩散。1000℃/6 h热处理工艺条件下,其在0~5 T磁场变化下的磁熵变最大,达12.40 J·kg^(-1)·K^(-1),而1000℃/10 h条件下所获得磁体的制冷能力最强,为318.40 J·kg^(-1)。

掺杂Sn对(La,Ce)(Fe,Al,Si)_(13)合金磁热效应和相变性质的影响

研究了磁制冷材料La_(0.75)Ce_(0.25)Fe_(11.5-x)Al_(0.2)Si_(1.3)Sn_(x)(x=0,0.05,0.1,0.2)的磁热效应和相变性质。X射线衍射结果表明,随着Sn掺杂浓度的增加,主相1:13相减少,α-Fe和LaFeSi相增加。引入密度泛函理论,结合实验结果得出,增加Sn掺杂浓度能够增大晶格常数,并增强相邻原子之间的交换相互作用,从而提高居里温度。当磁场变化为2 T时,体系中最大磁熵变为13.59 J·kg^(-1)·K^(-1),其相对制冷能力为154 J/kg,具有成为磁制冷材料的潜力。通过Banerjee准则和等温熵变的场相关指数n确定当Sn掺杂浓度为0.05%(质量分数)时,合金由一级相变转变为二级相变。合金的相变行为对Sn含量非常敏感,可以通过调节Sn掺杂浓度,实现多级串联制冷。