一、稀土Gd_5Ge_2(Si_(2-x)Al_x)合金系的晶体结构和磁卡效应研究(论文文献综述)
商亚粉[1](2021)在《磁弹性一级相变磁致冷材料的磁热效应与滞后研究》文中指出磁制冷技术由于具有高制冷效率和环境友好型等优点,使材料的磁热效应成为当前世界各国竞相研究的热点。一级磁相变材料因其具有巨磁热效应的优点被广泛的研究,但是存在滞后的缺点。因此,本文考虑到滞后对一级相变磁致冷材料磁热效应的影响,对影响一级相变磁致冷材料Fe-Rh合金的相关因素和R3TM(R=稀土元素,TM=过渡金属元素)做了深入的研究。本研究取得了一些有价值和创新性的结果,达到了预期目标。主要获得了以下几个方面的重要结论:1.系统研究了FeRh0.98Al0.02合金不同颗粒大小对该合金的结构、磁性、滞后和磁热效应的影响。粉末X射线衍射分析表明,小颗粒合金为单相立方Cs Cl-型B2结构的有序FeRh相,大颗粒样品包含两个相同结构的、化学有序的、晶胞参数略有差异的立方Cs Cl-型B2结构的FeRh相。不同颗粒大小对应的反铁磁态-铁磁态的相转变温度有差异,小颗粒状和大颗粒合金的相转变温度分别为275和308K,热滞后分别为20和16 K,滞后的差异是合金中成分分布不均匀。小颗粒合金的磁熵变3.1 J/kgK(0-3T)略大于大颗粒合金2.7 J/kgK(0-3T),其制冷量恰恰相反,小颗粒合金的制冷量RC为120 J/kg,低于大颗粒合金的制冷量185 J/kg。基于以上的研究可知,对Fe-Rh基合金的任何研究都必须详细制定实验方案,所有结果必须在对应的颗粒大小下解释说明。2.通过对FeRh0.95Pd0.05合金的结构、磁性、滞后及磁热效应的介绍,确定了FeRh0.95Pd0.05合金是由三个物相组成,AFM态的有序相α’、FM态的有序相α’和少量的bcc-W型结构Fe15.7Rh相,磁性数据表明,该合金具有非常明显的滞后,大小为30 K,这主要是成分分布不均匀。FeRh0.95Pd0.05合金的最大磁熵变在外加磁场3T下达到16.6 J/kgK,由于较宽的半高宽,制冷量RC高达1347 J/kg。3.采用新的制备方式-放电等离子体烧结制备Fe-Rh合金,通过调整工艺(烧结温度、烧结压力、热处理时间和成分)来研究Fe-Rh合金的结构、磁性和热滞后。结果发现Fe49Rh51合金更容易获得均匀的反铁磁有序相,获得小滞后为1 K和5 K。Fe50.5Rh49.5合金通常会出现不同磁性状态的化学有序相,即富Fe的铁磁有序相和Fe:Rh接近1:1的反铁磁有序相。本研究发现不同磁有序的物相在晶胞参数上的差异可以在X射线衍射谱上反映出来并加以区分。4.Gd3Ru1-xCox(x=0.05,0.10,0.15)合金,通过Co元素替代Ru元素,发生一级相变的居里温度在60~84 K范围内可调节,并且保持大的磁熵变和无滞后。Gd3Ru1-xCox(x=0.05,0.10,0.15,0.20)合金在外加磁场5 T下,磁熵变大小分别为25.8,23.1,19.4,和10.8 J/kgK。当x=0.20时,相变类型变为二级相变。Gd3Ru合金发生铁磁-顺磁的相变时,发现发生相变前后物相结构无变化,体积发生了微小的变化,仅为0.089%,被定义为磁弹性一级相变材料。5.研究发现多晶Ho3Rh和Ho3Ru化合物的磁性不同于同一体系的Gd3Ru化合物,没有表现出无滞后、大磁热效应,而是表现出较为复杂的磁性变化。结果表明,多晶Ho3Rh和Ho3Ru这两种化合物很难获得单相结构。对于一级磁相变Ho3Rh合金,在低温4 K和10 K,当外加磁场小于20 kOe时,出现磁滞后现象。当温度高于20 K时,磁滞后消失。而多晶Ho3Ru合金中只观察到一个转变温度点14 K。在相同的外加磁场下5 T,Ho3Rh合金的磁熵变(10.0 J/kgK)大于Ho3Ru合金的磁熵变(5.1 J/kgK),Ho3Ru合金中因其含有合适的Ho5Ru2和Ho3Ru相比例以及合适的相转变温度,产生了桌面型磁热效应。
薛佳宁[2](2020)在《LaFe13-xSix基合金的成相及腐蚀行为研究》文中研究表明作为一种有前景的新型磁制冷材料,La(Fe,Si)13基磁制冷合金以其优异的磁热性能、居里温度连续可调、原材料环保经济等特点引起了广泛重视。La(Fe,Si)13基磁制冷合金作为室温下的磁制冷工质,在实际应用中必须与流动的传热介质(如去离子水)接触以进行热交换,因此提高材料在流水中的耐蚀性是十分重要的。本文详细研究了 La(Fe,Si)13基合金的各相形成特点以及相关联的腐蚀行为和磁热效应。首先论文中研究了 B和Si元素的共同作用对LaFe13-xSixBy合金中1:13相形成以及腐蚀行为的影响。研究表明,当Si含量较高时,铸态合金中加入过量B元素有助于1:13相直接在铸锭凝固过程中形成。然而已有的1:13相阻碍了包析反应中的原子扩散,因此B掺杂不利于退火后1:13相的进一步形成。B元素更倾向于形成新的杂相Fe2B,而非进入1:13相占据其间隙原子位置。随着B掺杂量的增加,合金的磁热效应逐渐减小。此外研究了退火态LaFe11.6Si1.4By合金的腐蚀行为,添加B元素使合金的耐蚀性得到明显提高。通过制备并研究单相α-Fe、Fe2B铸锭和含有单一 1:13相合金的电化学性质发现,当杂相从α-Fe相转变为Fe2B相后,杂相与基体1:13相之间的电化学差异发生了变化。Fe2B与1:13相之间的电位差更小,因此两相间的微电偶腐蚀被抑制,有效提高了 LaFe11.6Si1.4B0.3合金的整体耐蚀性。基于以上结果,制备了一系列非化学计量比LaFe11.5Si1.5C0.15+X(X:非化学计量添加元素)磁制冷材料,得到由基体1:13相和单一特殊杂相(α-Fe相、Fe2Nb相、La-rich相、含有Ni元素的La-rich相等)组成的合金,进一步研究不同特殊杂相对合金腐蚀行为的影响。含杂相的La(Fe,Si)13基合金的腐蚀机理主要为微电偶腐蚀,其腐蚀电流密度由基体1:13相与杂相间的电化学差异所控制。失重实验表明,含有La-rich相的LaFe11.5Si1.5C0.15+(La5Si3)0.1在水中腐蚀最为严重,然而在La-rich相中掺杂Ni元素后,Ni改变了 La-rich相的电化学性质,使微电偶腐蚀得到抑制,从而提高合金耐蚀性。然而Ni元素进入1:13相会导致磁熵下降。综合考虑这两种性能,将La-rich相和Ni的含量同时降低,得到的LaFe11.5Si1.5C0.15+(La5Si3+Ni)0.05合金不但保持较大磁熵变,并具有很好的耐蚀性。因此掺杂少量仅进入杂质相的特定元素(如Ni、Nb)可在不改变基体1:13相的情况下提高La(Fe,Si)13基合金耐蚀性。另一方面,快速凝固是合成La(Fe,Si)13基磁制冷合金的最有效的方法。然而由于得到的薄带材料往往具有大比表面积和小于1 mm的厚度尺寸,在热处理过程中更容易受到外部干扰(如氧化等现象)。因此研究了退火中气氛压力和时间对LaFe11.5Si1.5C0.13薄带材料表面氧化及磁热性能的影响。在5×10-5Pa低压退火后,薄带样品表面出现了明显的氧化层,并且内部1:13相的成分变得极不均匀,表面氧化导致薄带的磁热效应明显减小。相反,当提高退火压力至1 atm氩气气氛,薄带表面没有发生氧化,并且内部结构均匀,1:13相的体积分数在95%以上,最大磁熵变在2T下达到15.97 J/(kg·K)。这表明较高的退火压力有助于避免La(Fe,Si)13基薄带的表面氧化,并提高磁热效应。最后,综合La(Fe,Si)13基薄带材料表面氧化和杂相对合金腐蚀行为影响这两方面研究,提出了一种改善材料耐蚀性的新方法:即通过控制退火过程中的真空度,使得添加了过量La5Si3元素的LaFe11.5Si1.5+(La5Si3)0.05薄带表面的La-rich相被氧化,但1:13相的形成不受影响。与一般的由1:13相、少量La-rich相和α-Fe相组成的La(Fe,Si)13基材料不同,氧化处理后的薄带表面主要由基体1:13相和La的氧化物组成。由于La的氧化物比La-rich相的电化学稳定性更强,改变了薄带表面的腐蚀性质,从而提高了整体耐蚀性。薄带材料的腐蚀行为研究在模拟实际磁制冷机工作环境的流动去离子水装置中进行。实验表明表面氧化明显提高了薄带的耐蚀性,在流水环境下浸泡24小时后平均腐蚀速率比未氧化薄带降低了 47%。由于添加过量La5Si3元素,表面氧化对1:13相的形成没有干扰,因此经过表面氧化处理后,薄带在2T下的最大磁熵变保持在17.99 J/(kg·K),达到未经氧化处理薄带磁熵变的90%。综上所述,将表面La-rich相进行氧化处理的LaFe11.5Si1.5+(La5Si3)0.05薄带具有很好的实用性能。
王文灏[3](2020)在《(Mn,Fe)2(P,Si)合金磁热效应与力学性能的综合调控研究》文中认为现代社会中,制冷技术存在于生产生活的方方面面。由于传统的气体压缩制冷技术难以满足现代节能环保的需求,亟需发展新型绿色制冷技术。磁制冷技术以其绿色环保、能量利用率高等优点,受到广泛关注。(Mn,Fe)2(P,Si)合金由于居里温度在室温附近连续可调,相变产生的磁熵变和绝热温变较大,且原料价格低廉,被认为是一种极具发展潜力的磁制冷材料。然而,(Mn,Fe)2(P,Si)合金的硬度高、脆性大,Fe2P型主相的晶格常数在相变中会产生突变而引起巨大的内应力,往往导致裂纹的产生甚至材料整体碎裂粉化,严重限制了(Mn,Fe)2(P,Si)合金在磁制冷设备中的应用。本文以Mn1.05Fe0.9P0.5Si0.5合金为研究对象,探索在保持材料较好磁热效应的同时,提高力学性能的方法和途径。本文通过电弧熔炼制备了Mn1.05Fe0.9P0.5Si0.5Cux系列合金,XRD显示Cu掺杂并没有破坏样品中Fe2P型主相的形成,合金具有可观的磁熵变,分别为30.5,25.5,24.1和21.3 J?kg-1?K-1。铜经过高温热处理后在晶界上析出,可以缓冲形变和吸收应力,使合金的力学性能得到明显改善。但是,少量Cu原子进入Fe2P型主相晶格内部,使各样品的居里温度由321 K分别降低到290 K、264 K和248 K,热滞后也有所升高,这不利于室温磁制冷材料的应用。为进一步改善Cu掺杂存在的不足,采用Cu-B共掺杂进行调控。在加入B元素后,Mn1.05Fe0.9P0.5-xSi0.5Cu0.10Bx合金的居里温度上升回到了室温附近,热滞后从51 K减小到12 K。但加入过多的B会抑制Cu在晶界上的偏聚,削弱Cu对合金力学性能的提高。通过研究Cu、B元素掺杂对(Mn,Fe)2(P,Si)合金微观结构的影响,分析了磁热效应和力学性能的调控机理,获得了具有较好综合性能的合金成分配比。研究表明:对于Cu掺杂或Cu-B共掺杂的合金,直接熔炼的工艺容易使少量Cu原子进入Fe2P型主相晶粒内部。为解决由于Cu等非主相成分原子进入主相晶格导致磁热效应降低的问题,本文探索了采用低熔点锡铋合金代替铜作为粘结相,将事先制备好的Mn1.05Fe0.9P0.5Si0.5合金磨成粉末与锡铋合金粉末混合,在远低于主相熔点的温度下热压成型制成Mn1.05Fe0.9P0.5Si0.5-Sn42Bi58磁制冷复合材料。结果显示,该复合材料抗压强度明显提高,热滞后减少了50%,居里温度稳定在305 K左右。此外,本文还分析了成分配比与热压压力对复合材料综合性能的影响,提出了优化的工艺参数。综上所述,本文从实际应用中磁制冷工质材料力学性能的不足出发,通过元素掺杂(Cu掺杂、Cu-B共掺杂)、与低熔点粘接相热压制备复合材料等多种方法,在保留Mn1.05Fe0.9P0.5Si0.5合金磁热效应的前提下,改善了其硬而脆的力学特性。本研究为磁制冷材料的磁热效应与力学性能综合调控提供了新的思路,对磁制冷技术走向实际应用具有推动作用。
杜玉松[4](2018)在《RE-Fe-Pd(RE=Nd,Pr)三元系相平衡及相关化合物磁热效应研究》文中研究表明稀土-过渡族元素形成的化合物具有丰富的磁结构与磁相变,一直是磁性材料领域的重要研究体系。本论文选择三元体系RE-Fe-Pd(RE=Nd,Pr)为研究对象,实验研究和修正了相关二元体系相图及RE-Fe-Pd在773 K的相平衡关系,发现了三元金属间化合物RE6Fe13Pd,确定了其晶体结构和晶胞参数,构建了 RE-Fe-Pd体系在773 K的等温截面图。此外,还研究了三元化合物RE6Fe13Pd及部分RE-Pd化合物的磁性及磁热效应,获得的研究结果如下:(1)利用差热分析(DSC)、X射线衍射(XRD)以及扫描电镜-能谱分析(SEM-EDS)对 Nd-Pd,Pr-Pd 二元体系中 Nd≥50at.%和Pr≥50 at.%的部分进行了研究,将共晶反应L(?)Nd7Pd3 + dhcp-Nd温度修正为916 K,并测定了包晶反应L + PrPd(?)Pr7Pd3和共晶反应L(?)Pr7Pd3 + dhcp-Pr的反应温度。结合文献报道的相图数据和本工作的实验结果,确定了经过修正的Nd-Pd,Pr-Pd 二元合金相图。在Fe-Nd二元系中,研究发现Fe17Nd5化合物在1054 K通过包晶反应L + Fe17Nd2(?)Fe17Nd5生成,稳定存在于室温,然而,铸态合金需在843 K以上的温度下退火才能生成Fe17Nd5相。(2)利用差热分析(DSC)、X射线衍射(XRD)以及扫描电镜-能谱分析(SEM-EDS)对Nd-Fe-Pd和Pr-Fe-Pd两个三元体系在773 K下的相关系进行了研究,确定了第三组元在二元化合物以及固溶体相中的溶解度,并且在两个三元系中分别发现了稳定存在的三元化合物Nd6Fe13Pd和Pr6Fe13Pd。通过Rietveld结构精修,确定了三元化合物Nd6Fe13Pd和Pr6Fe13Pd的晶体结构。在获得的相平衡关系基础上,构建了 Nd-Fe-Pd和Pr-Fe-Pd两个三元系在773 K的等温截面图。(3)通过综合物性测量系统(PPMS)对三元化合物RE6Fe13Pd的磁性和磁热效应进行了研究。三元化合物Nd6Fe13Pd在磁相变温度Ttr= 173 K和奈尔温度TN=369K分别发生铁磁性-反铁磁性(FM-AFM)和反铁磁性-顺磁性(AFM-PM)的磁性相转变,且在AFM态下存在磁场诱导的AFM-FM的一级磁性相变,诱导临界磁场Hcr随着温度的升高线性增加。Pr6Fe13Pd的基态均为AFM,奈尔温度TN为352 K,在该化合物中同样存在磁场诱导的AFM-FM转变。通过Maxwell关系算出了 Nd6Fe13Pd磁熵变△SN随温度T的变化曲线,磁熵变的半高宽随着外加变化磁场的增大而线性增大,外加变化磁场为0-2 T、0-4 T时的最大磁熵变|△SM|为4.4 J/kg K和4.7 J/kg K,对应的制冷量RC值分别为117 J/kg和252 J/kg。此外,研究了系列化合物(Nd1-xPrx)6Fe13Pd(x=0.2、0.4、0.6)和 Nd6Fe13Pd1-xCux(x=0.05、0.15)的磁性和磁热效应。随着Pr和Cu替代量的增加,Ttr温度向低温方向移动,在Pr替代量为0.4、Cu替代量为0.15时化合物在0-5 T变磁场下的磁熵变曲线出现了“平台”,属于桌面型(Table-like)的磁熵变,非常适用于埃里克森磁制冷循环。(4)对部分RE-Pd二元化合物的磁性和磁热效应进行了研究。化合物Pr7Pd3在Tc温度以上存在磁场诱导的铁磁短程序。通过居里-外斯(Curie-Weiss)拟合得到了 Pr7Pd3的有效磁矩和顺磁居里温度;具有CrB结构的NdPd在低温下发生FM-PM磁性相变,Tc为15.5 K;化合物Nd3Pd4在9.4K发生AFM-PM的磁性相转变,而Pr3Pd4在5K附近发生磁相变,但没有观察到其相转变温度,根据热磁曲线中化合物较小的磁化强度,推断Pr3Pd4在5 K以下存在AFM-PM磁转变。通过Maxwell关系研究了 Pr7Pd3,NdPd,Nd3Pd4和Pr3Pd4等二元化合物的磁熵变,其中,NdPd在外磁场变化为0-5T时的磁熵变高达12.2 J/kg K。
郭永斌[5](2018)在《Dy-Fe-Mn合金相平衡及相关化合物的结构与性能研究》文中研究指明本文采用真空电弧熔炼炉制备了Dy-Fe-Mn三元系列合金及相关化合物,利用X射线衍射仪(XRD)研究其结构、扫描电子显微镜(SEM/EDS)研究形貌及成份、振动样品磁强计(VSM)以及综合物性测量系统(PPMS)研究其磁性能及磁热效应,并利用差热分析(DTA)以及Rietveld全谱拟合结构精修等手段研究了Dy-Fe-Mn三元体系的相平衡及其相关化合物的晶体学参数。结论如下:(1)研究并绘制出Dy-Fe-Mn三元合金800℃的等温截面。结果表明,该三元体系在800℃存在5个三相区、13个两相区和9个单相区。其中,Mn2Dy与Fe2Dy、Mn23Dy6与Fe23Dy6形成了连续的线性固溶体;Mn在Fe3Dy固溶度约为3.8at.%Mn,在Fe17Dy2化合物中固溶度为21.7 at.%Mn。Fe在Mn12Dy中形成线性置换固溶体,固溶度约为74 at.%Fe,没有发现新的三元化合物。(2)对(Mn1-xFex)2Dy(x=0.0-1.0)化合物的研究表明其为面心立方晶体结构,晶格参数a和晶胞体积V随着x值的增加而减小。Mn2Dy化合物表现为反铁磁性,Fe2Dy表现为铁磁性,该化合物饱和磁化强度MS也随之大幅度增加,反铁磁的Mn2Dy化合物几乎不显示磁致伸缩性能,随x变化量的逐渐增大,样品对磁场越来越灵敏并且磁致伸缩系数(λ)逐步提高,x=0.9时λ在72 kA/m外场下最高可以达到350 ppm。(3)研究了(Fe1-xMnx)17Dy2(x=0.0-0.3)系列化合物的晶体结构、磁热性能及储氢性能。结果表明Fe17Dy2化合物随着Mn的添加量x=0.0-0.2的变化始终保持Th2Ni17结构,且晶格参数a和晶胞体积V随着x值增加而增大。Fe17Dy2化合物的最大磁熵变为3.9 J·kg-1·K-1,随着Mn的添加磁熵变逐渐的减小,说明Mn的添加不能提高该化合物的磁熵变。对Fe17Dy2化合物在不同温度下的储氢量的研究表明,其在300℃的储氢量约为0.14 wt.%,当温度在100℃时的储氢量约为0.18 wt.%。在Fe17Dy2Cox(x=0.0-0.15)系列化合物中Co的添加并没有改变该化合物的结构,Co的添加并没有提高该化合物的储氢量。(4)研究了(Mn1-xFex)23Dy6(x=0.0-1.0)系列化合物的结构、磁性能以及储氢性能。随着Fe含量的增加该化合物始终保持Th6Mn23型晶体结构,且存在较为明显的铁磁-反铁磁-铁磁转变。居里温度(TC)随着Fe含量的增加呈现先减小后增加的趋势,说明Fe可以在116-536 K大温区内有效调节该化合物的TC。对部分(Mn1-xFex)23Dy6系列化合物的PCT测试结果表明,随着Fe含量的增加该系列化合物的储氢含量逐渐增加,在x=0.0,0.1,0.3储氢量分别为0.12、0.13和0.16 wt.%。
李星洲[6](2018)在《铁基非晶合金磁热与催化特性研究》文中认为在资源匾乏、能源短缺、环境问题日益严重的现代社会,人类对于可持续发展的要求越来越迫切。对材料的要求不单单是使用性能,更看重其与环境的协调性。铁基非晶合金经过合理的成分设计,可以表现出优良的室温磁制冷能力,具有作为室温磁制冷工质的潜力。另一方面,铁基非晶合金中含有大量的非晶态零价铁,化学活性强,可以作为污水降解的催化剂。铁基非晶合金兼具这两种性能,可以作为一种非常有潜力的环境材料。本文针对这两种性能,通过成分设计和合金化技术手段,制备铁基非晶合金薄带,研究了不同成分铁基非晶合金的磁热性能。同时利用制备的铁基非晶合金作为催化剂,开发了铁基非晶合金-草酸的光Fenton反应体系,并探索了不同参数对反应的作用。添加合金元素Ni,Co,Al和Ti都使得Fe-Zr-B非晶合金的磁熵变峰值增大。合金元素Ni,Co可以提高非晶合金的居里温度和饱和磁化强度,而合金元素Al和Ti则会导致居里温度和饱和磁化强度的降低。在制冷能力方面,非晶合金Fe88Zr7B4Co1和Fe88Zr7B4Ti1表现出了堪比磁热性能标杆材料晶体Gd的优异的制冷能力。通过综合研究合金元素Ni,Co,Al和Ti对居里温度和磁热性能的作用,为后续的低B铁基非晶合金的合金化改性提供了依据。为了在保证居里温度处于室温范围的同时,进一步利用合金化来提高铁基非晶合金的磁热性能,设计制备了低含B量的非晶合金Fe88Zr11B1,并利用合金元素Ni和Co对其改性。改性后的样品与基体相比,居里温度保持在室温附近,而饱和磁化强度和磁制冷能力都获得了提升。合金元素替代Fe元素相比替代Zr元素对居里温度,饱和磁化强度影响更大,表明大原子半径的元素对于Fe-Zr-B系非晶合金磁性起到较大的作用。Fe87Zr11B1Ni1和Fe88Zr9B1Co2在各自的体系内表现出最优的磁制冷能力。将窄温度区间的铁基非晶合金进行复合,使得变温区间和磁制冷能力获得了有效的提高,Fe88Zr11B1和Fe86Zr11B1Co2的复合物相比单一组元磁制冷性能提升达38.6%。将大原子半径的Y元素添加进窄温度区间的非晶合金,强化非晶合金的无序程度。合金化的非晶合金的工作温度区间都出现了明显的增大,使得磁制冷能力增大,同时对应于非晶无序程度的磁熵变峰值场依赖系数也出现了上升,非晶的无序程度与磁热的温度区间存在一定的相关性,可以通过强化无序程度来提高工作温度区间,进而提高磁制冷能力。铁基非晶合金作为催化剂,在紫外光照下催化草酸可以快速降解污染物罗丹明B,利用草酸与非晶态零价铁生成光敏性的铁-草酸络合产物进而在光照下产生活性基团羟基自由基,再利用羟基自由基将污染物降解。铁基非晶合金质量,草酸浓度和光照的强度类型都对降解反应起到重要的作用。其中,铁基非晶合金的添加量的作用最明显。对于20 mgL-1的罗丹明B,在最佳的实验条件下10分钟内可降解90%,15分钟内达到完全降解。铁基非晶合金在多次反应后,仍能保持催化活性和非晶结构。
王传聪[7](2017)在《磁热效应的调控研究》文中认为现代社会非常依赖于可靠的制冷技术。今天人们使用的制冷设备还是传统的气体压缩制冷机。这类压缩式的制冷机有两个缺点:一是效率不高,二是所使用的氟利昂类制冷剂对大气层有很大的破坏作用。随着人们对环保和节能问题的重视,固态制冷技术逐渐进入到人们的视野中,预计在不远的将来会全面取代现有的气体压缩制冷技术。其中,室温磁制冷技术就是一种非常好的固态制冷技术,正在逐步的走向成熟,且有望尽快进入到实际应用中。对于磁制冷来说,制冷材料的研究是非常重要的。现在看来,工作温区在室温附近的磁制冷材料,除了金属Gd外,还有Gd5(Si1-xGex)4,LaFe13-xSix等合金。可是这些合金材料的磁相变多数是一级的,其制冷温区相对于二级磁相变的Gd来说,要窄得多,这对它们的实际应用不利。本论文针对一级相变磁性材料制冷温区过窄的问题开展了一些探索和研究,主要的工作成果如下:1.高压退火对MnNi(Fe)Ge合金的磁热效应的影响。最近的研究表明,掺Fe的NiMnGe合金能够实现从铁磁马氏体相到顺磁奥氏体相的磁结构相变。为了研究应力对其磁相变以及磁热效应的影响,我们对MnNi(Fe)Ge合金进行了高压退火。研究结果表明:在低于马氏体磁结构相变温度的区域,该合金中出现了大量的剩余奥氏体。样品中出现了奥氏体的铁磁相变和磁结构相变共存的有趣物理现象。磁热效应的计算表明,经高压退火的NiMn(Fe)Ge合金在两个不同的温区都表现出磁热效应。这一研究工作为拓宽磁制冷温区找到了一种新的方向,即通过在同一个材料内构建多个磁相变来拓宽材料的磁制冷温区。2.MnNi(Fe)Ge合金中的连续相变及磁热效应研究在磁制冷材料中,有一些材料具有多个磁相变,如果将两个磁相变调整到连在一起,那么将会极大地拓展其磁制冷温区。基于这一理念,我们在掺Fe的MnNiGe合金中,通过调整掺杂比例,将马氏体相变和奥氏体磁相变温度点调整得靠在一起。结果表明,在较低的磁场(≤0.9 T)下,该合金有一个正的磁熵变和一个负的磁熵变。而在高场(≥2.0T)下,由于磁场导致的反铁磁到铁磁的变磁性相变,出现了一个负的磁熵变。研究发现,无论是低场还是高场的情况下,都获得了宽的有效制冷温区。3.LaFeSiH/PMN-PT异质结电控磁热效应研究La(Fe,Si)13合金是最有应用前景的室温磁制冷材料之一,人们在该材料的研究和制备中做了大量的工作。可是由于是一级磁相变材料,其制冷温区相对较窄,且有热滞、磁滞等问题。针对这些问题,我们提出了多场调控的方案。我们制备了 LaFe1i.4Si1.6H1.5(LaFeSiH)/Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3(PMN-PT)磁电复合物。通过对PMN-PT施加电压,实现了电控磁和电控磁热效应。外加电压所引起的压应力导致该合金的居里温度降低,并且使得材料的热滞和磁滞减小。我们的研究结果表明,通过电场调控的方式,能够可逆的改变LaFeSiH的工作温区,这对该材料的实际应用有重要意义。
胡秋波[8](2017)在《磁相变合金中相关磁效应的研究》文中指出磁相变合金在磁场驱动下发生相变,通常伴随着磁热效应、磁致伸缩或磁致应变效应等多种有趣的物理现象,在磁制冷、传感器和换能器等领域有着广阔的应用前景。其中,一级磁相变合金通常存在着相变温区狭窄、力学性能差等问题,严重影响了它们的实际应用。本文主要研究了三类一级磁相变合金的磁致伸缩、磁致应变效应以及磁热效应,并通过粘接取向、强磁场凝固以及电场调控等方式提高了这些效应。1.粘接取向的Mn0.965CoGe合金的磁致应变效应基于过渡族元素的磁相变材料MnM’X(M’=Co,Ni,X=Si,Ge)合金在相变点附近表现出磁热、磁电阻和负热膨胀等丰富的物理效应。同时该类合金兼具成本低廉和制备工艺简单等优点,成为当前磁相变合金的研究热点。作为MnM’X合金一员,正分的MnCoGe合金在650 K发生一个从六角Ni2In结构到正交TiNiSi结构的一级马氏体相变,伴随着巨大的负热膨胀效应。但是关于该材料的磁致应变效应却鲜有报道,这是因为该材料的磁相变和结构相变并没有耦合在一起,致使磁场难以驱动相变。同时剧烈的马氏体相变导致合金自发碎裂成粉末,难以取向,阻碍了其在磁致应变方面的应用。针对上述问题,我们在该合金中引入Mn原子缺分,通过改变Mn-Mn原子间距,影响到马氏体相和奥氏体相之间的结构稳定性,从而将结构相变温度调节到两相居里温度之间,这样我们就在Mn0.965CoGe合金中实现了磁场驱动的马氏体相变。另一方面,我们通过环氧树脂粘接Mn0.965COGe合金粉末并置入磁场中进行取向和固化,获得了粘接取向的Mn0.965CoGe合金。测量结果证实这种合金在室温附近表现出大磁致应变效应,在270 K时最大磁致应变值可以达到925 ppm。2.强磁场凝固法制备MnCoSi基合金的磁致伸缩效应开发室温可逆的大磁致伸缩材料是当今材料研究的热点之一。MnCoSi合金是由成本相对低廉的过渡族元素和主族元素合成,其在磁场作用下发生一个从反铁磁相到铁磁相的变磁性相变,伴随着较大的晶格畸变,表明这类合金有望成为新型磁致伸缩材料。但从实际应用的观点出发,该材料还存在着一些问题,比如:驱动变磁性相变的临界磁场较大,取向性不好以及易碎裂等,这些因素严重影响了实际应用。我们通过元素替代或Mn元素缺分的方法将MnCoSi基合金的三相点调节到室温以下,同时降低了变磁性相变的临界场。然后,我们利用强磁场凝固法制备出了取向并且致密的MnCoSi基合金。在室温时,观察到了低场可逆的大磁致伸缩效应,尤其是Mn0.88CoSi合金,300K时其在1T磁场下的磁致伸缩值达到了 1160ppm,这一结果可与某些稀土基巨磁致伸缩材料相媲美。这一研究成果为拓宽磁相变合金以及强磁场的应用领域提供了实验依据。3.电场调控FeRh0.96Pd0.04/PMN-PT异质结构的磁热效应FeRh合金因其在一级反铁磁-铁磁相变过程中表现出优秀的磁响应,一直以来都是人们研究的热点。作为巨磁热材料,正分的FeRh合金存在着以下问题:(1)相变温度为350 K,偏离室温;(2)制冷温区较窄。这些因素制约了它的实际应用。针对这些问题,我们通过掺杂少量的Pd元素,成功将FeRh相变温度调到室温附近。在此基础上,制备出FeRh0.96Pd0.04/PMN-PT磁电异质结构。我们对PMN-PT衬底施加8 kV/cm电场,衬底产生的应变驱动了 FeRh0.96Pd0.04薄膜的磁相变,导致其相变温度从300K移动到了325 K,并且制冷温区从35 K变化到47K.这些结果表明多场调控能有效地拓宽磁相变合金的磁制冷温区。
生利英,曹朝霞,黄焦宏,齐勇田,宋博宇[9](2016)在《Gd3Al2-xGax系合金磁热效应的研究》文中研究表明对经真空高频磁悬浮炉熔炼、900℃30 h热处理的Gd3Al2-xGax(x=0,0.1,0.2,0.3)系列合金的组织结构和磁热效应进行了研究。研究发现,Gd3Al2-xGax系列合金保持了Gd3Al2的简单正方晶体结构,热处理后基相Gd3Al2的含量增加,随着Ga含量的增加,Gd3Al2-xGax合金的居里温度变化在1 K2 K之间,在1.5 T的外加磁场下,△Sm-T曲线半峰宽几乎不变,Gd3Al1.8Ga0.2合金的最大磁熵变最大,超过Gd3Al2的最大磁熵变30%。少量Ga替代Al可以提高Gd3Al2合金的磁热效应。
马峥[10](2016)在《稀土基多相合金磁热效应研究》文中研究指明基于磁热效应的磁制冷技术较传统的气体压缩制冷方式更节能和环保,是极具有应用前景的新型固体制冷方式。优良的磁致冷工质对磁制冷技术的实现起到关键作用。考虑到Gd-Co(Ni)-Al三元合金相图中存在许多具有良好磁热效应的铁磁性合金相以及由这些合金相构成的多相区,本文通过合理选择成分,使合金在铸态和适当的热处理条件下获得包含多个铁磁性合金相(结晶相或非晶相)的多相结构,进一步研究了多相合金的结构、磁性和磁热效应。通过成分优化,利用多相合金中连续的多个磁相转变的特点,获得了具有“桌面型”磁热效应的多相磁致冷材料,可以满足磁制冷机中埃里克森循环对工质磁熵变的要求。本研究有利于加深对多相合金磁热效应的理解,对推动多相磁致冷材料在磁制冷机中的应用具有重要的指导意义。本文的主要研究结果如下:1.在Gd-Co-Al三元合金系中,在电弧熔炼和吸铸制备的Gd53Co19Al28和Gd52.5Co16.5Al31合金中获得了“桌面型”磁热效应。Gd53Co19Al28合金包含Gd2Al、Gd2Co2Al和GdCo0.74Al1.26晶体相;Gd52.5Co16.5Al31合金则包含了Gd2Al、Gd2Co2Al晶体相以及非晶结构相。由于连续的磁相转变,当外加磁场变化为0-50 kOe时,Gd53Co19Al28和Gd52.5Co16.5Al31合金在液氮温区附近出现“桌面型”磁热效应,其磁熵变平台的高度分别为7.3 J/kgK和7.0 J/kgK。进一步研究表明,Co原子合金化导致的Gd2Al相磁熵变增加是Gd-Co-Al多相合金中磁熵变平台产生的重要原因。2.在Gd-Ni-Al三元合金体系中,系统研究了GdNixAl2-x(0.35≤x≤0.70)多相合金的成分、结构、磁性和磁热效应的关系,并获得了“桌面型”磁热效应。在合金成分靠近GdNiAl端时,合金具有大的等温磁熵变;成分靠近GdAl2端的合金表现出了增强的半高宽和制冷能力。特别地,由于合理分布的铁磁相的居里温度和适宜的相比例,GdNi0.40Al1.60合金在0-50 kOe磁场变化下的磁熵变曲线表现出了磁熵变平台特征,其最大磁熵变和制冷能力分别为8.8 J/kgK和567 J/kg。通过改变磁相转变发生的温度区间大小和相比例等参数,可以有效调节多相合金的磁热效应特征。这为研究和制备优良的磁致冷材料提供了新的思路。3.通过进一步调节三元多相合金的成分,在包含三个铁磁合金相的Gd-Ni-Al多相合金中分别获得了优良的“桌面型”磁热效应和邻近的居里温度特征。Gd28Ni24Al48合金中的各铁磁性合金相具有邻近的居里温度,其磁熵变曲线只有一个幅度较大的单峰;而Gd33Ni13Al54合金中各铁磁相的居里温度分布在较宽的温区内,它的磁熵变曲线表现出了“桌面型”特征,并且具有显着增强的制冷能力。在0-50 kOe磁场变化下,Gd33Ni13Al54合金的最大磁熵变和制冷能力分别是9.2 J/kgK和591 J/kg。优良的磁熵变平台特征以及大的制冷能力,使得Gd33Ni13Al54合金成为工作在45 K附近的埃里克森循环磁制冷机的良好候选工质。
二、稀土Gd_5Ge_2(Si_(2-x)Al_x)合金系的晶体结构和磁卡效应研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、稀土Gd_5Ge_2(Si_(2-x)Al_x)合金系的晶体结构和磁卡效应研究(论文提纲范文)
(1)磁弹性一级相变磁致冷材料的磁热效应与滞后研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 磁热效应及其热力学描述 |
1.2.1 磁热效应 |
1.2.2 磁热效应的热力学描述 |
1.3 磁致冷材料 |
1.3.1 磁致冷材料的发展 |
1.3.2 磁热效应材料的应用 |
1.3.3 一级磁相变材料 |
1.4 本论文的主要研究内容和创新点及结构安排 |
1.4.1 选题思路及研究内容 |
1.4.2 主要创新点 |
1.4.3 论文的结构安排 |
第二章 样品制备方法及表征方法 |
2.1 样品制备方法 |
2.1.1 原材料及设备 |
2.1.2 电弧炉制备块状样品 |
2.1.3 放电等离子体烧结 |
2.2 材料的表征方法 |
2.2.1 结构表征 |
2.2.2 样品形貌和成分分析 |
2.2.3 样品磁性能表征 |
第三章 不同尺寸FeRh_(0.98)Al_(0.02)合金的磁性、磁热效应及滞后大小的研究 |
3.1 前言 |
3.2 实验方法 |
3.3 实验结果与讨论 |
3.3.1 不同尺寸FeRh_(0.98)Al_(0.02)的结构 |
3.3.2 不同尺寸FeRh_(0.98)Al_(0.02)的磁性、磁热效应及滞后 |
3.4 本章小结 |
第四章 FeRh_(0.95)Pd_(0.05)合金的结构、磁热效应及滞后研究 |
4.1 前言 |
4.2 实验方法 |
4.3 实验结果与分析 |
4.3.1 FeRh_(0.95)Pd_(0.05)合金的结构分析 |
4.3.2 FeRh_(0.95)Pd_(0.05)合金的磁性、磁热效应及滞后分析 |
4.4 本章小结 |
第五章 放电等离子体烧结技术制备Fe-Rh合金的结构、磁性与滞后的研究 |
5.1 前言 |
5.2 实验方法 |
5.3 实验结果与讨论 |
5.3.1 不同制备方法制备Fe-Rh合金的结构与滞后的结果分析 |
5.3.2 烧结温度对Fe-Rh合金结构、磁性及滞后的影响 |
5.3.3 烧结压力对Fe-Rh合金结构、磁性及滞后的影响 |
5.3.4 不同热处理时间对Fe-Rh合金结构与滞后的影响 |
5.3.5 成分对Fe-Rh合金的结构与滞后的影响 |
5.4 本章小结 |
6.1 引言 |
6.2 实验方法 |
6.3 实验结果与讨论 |
6.3.1 Gd_3Ru_(1-x)Co_x(x= 0.05, 0.10, 0.15, 0.20)合金的结构分析 |
6.3.2 Gd_3Ru_(1-x)Co_x(x= 0.05, 0.10, 0.15, 0.20)合金的磁性、磁热效应及磁滞后分析 |
6.3.3 Gd_3Ru合金的一级相变机制 |
6.4 本章小结 |
第七章 多晶Ho_3T_M(T_M= Rh,Ru)合金的结构,磁性,磁热效应及滞后的研究 |
7.1 引言 |
7.2 实验方法 |
7.3 实验结果与讨论 |
7.3.1 Ho_3T_M(T_M= Rh,Ru)多晶合金的晶体结构与微观形貌分析 |
7.3.2 Ho_3T_M(T_M= Rh,Ru)多晶合金的磁性、磁热效应及滞后分析 |
7.4 本章小结 |
第八章 全文总结与展望 |
8.1 全文总结 |
8.2 后续工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读博士学位期间取得的成果 |
(2)LaFe13-xSix基合金的成相及腐蚀行为研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
2 文献综述 |
2.1 磁制冷材料简介 |
2.2 磁制冷材料磁性研究进展 |
2.2.1 室温磁制冷材料研究进展 |
2.2.2 La(Fe,Si)_(13)磁制冷材料研究进展 |
2.3 磁制冷材料腐蚀行为研究进展 |
2.3.1 金属腐蚀研究方法 |
2.3.2 稀土磁性材料腐蚀研究进展 |
2.3.3 La(Fe,Si)_(13)磁制冷材料腐蚀研究进展 |
2.4 研究思路和研究内容 |
2.4.1 研究思路 |
2.4.2 研究内容 |
3 实验方法 |
3.1 样品制备 |
3.2 样品的结构及成分分析 |
3.2.1 晶体结构分析 |
3.2.2 微观结构和成分分析 |
3.3 磁热性能分析 |
3.4 腐蚀行为分析 |
3.4.1 电化学测试 |
3.4.2 失重实验 |
4 LaFe_(13-x)Si_xB_y合金的成相及耐蚀性研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验方法 |
4.3 LaFe_(13-x)Si_xB_y磁制冷合金的微观结构及磁性能研究 |
4.3.1 LaFe_(13-x)Si_xB_y铸锭的1:13相成相和磁性能研究 |
4.3.2 退火态LaFe_(13-x)Si_xB_y合金的成相和磁性能研究 |
4.4 退火态LaFe_(11.6)Si_(1.4)B_y合金的腐蚀行为研究 |
4.5 本章小结 |
5 非化学计量比LaFe_(11.5)Si_(1.5)C_(0.15)+X合金的腐蚀行为研究 |
5.1 引言 |
5.2 实验方法 |
5.3 非化学计量比LaFe_(11.5)Si_(1.5)C_(0.15)+X合金的微观结构 |
5.4 非化学计量比LaFe_(11.5)Si_(1.5)C_(0.15)+X合金的腐蚀行为研究 |
5.4.1 不同特殊杂相对LaFe_(11.5)Si_(1.5)C_(0.15)+X合金的腐蚀行为影响 |
5.4.2 不同特殊杂相与基体1:13相的电化学差异研究 |
5.5 非化学计量比LaFe_(11.5)Si_(1.5)C_(0.15)+X合金的磁性能研究 |
5.6 本章小结 |
6 退火气氛压力对LaFe_(11.5)Si_(1.5)C_(0.13)薄带表面氧化和磁性能的影响 |
6.1 引言 |
6.2 实验方法 |
6.3 铸态LaFe_(11.5)Si_(1.5)C_(0.13)磁制冷薄带的微观结构 |
6.4 退火气氛压力及时间对LaFe_(11.5)Si_(1.5)C_(0.13)薄带表面氧化的影响 |
6.4.1 不同热处理条件下LaFe_(11.5)Si_(1.5)C_(0.13)薄带的表面氧化研究 |
6.4.2 LaFe_(11).5Si_1.5C薄带二次退火后的表面氧化研究 |
6.5 LaFe_(11.5)Si_(1.5)C_(0.13)薄带表面氧化对磁热性能的影响 |
6.6 本章小结 |
7 通过表面氧化改善LaFe_(11.5)Si_(1.5)+(La_5Si_3)_(0.05)磁制冷薄带的耐蚀性 |
7.1 引言 |
7.2 实验方法 |
7.3 表面氧化处理对LaFe_(11.5)Si_(1.5)+(La_5Si_3)_(0.05)薄带微观结构的影响 |
7.4 LaFe_(11.5)Si_(1.5)+(La_5Si_3)_(0.05)薄带经表面氧化处理后的耐蚀性研究 |
7.5 表面氧化处理对LaFe_(11.5)Si_(1.5)+(La_5Si_3)_(0.05)薄带磁热性能的影响 |
7.6 本章小结 |
8 结论 |
参考文献 |
作者简历及在学研究成果 |
学位论文数据集 |
(3)(Mn,Fe)2(P,Si)合金磁热效应与力学性能的综合调控研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 磁制冷的原理与应用 |
1.2.1 磁制冷的理论基础 |
1.2.2 磁制冷技术的应用 |
1.3 室温磁制冷材料简介 |
1.3.1 室温磁制冷对材料的性能要求 |
1.3.2 室温磁制冷常见材料体系 |
1.4 (Mn,Fe)_2(P,Si)磁制冷材料的研究现状和存在的问题 |
1.4.1 制备工艺 |
1.4.2 成分配比 |
1.4.3 元素掺杂 |
1.4.4 力学性能的不足 |
1.5 本文的研究意义、研究内容及创新性 |
1.5.1 研究意义 |
1.5.2 研究内容 |
1.5.3 本研究的创新性 |
第二章 实验流程和测试方法 |
2.1 实验流程 |
2.2 样品制备工艺 |
2.2.1 Mn_(1.05)Fe_(0.9)P_(0.5)Si_(0.5)Cu_x与 Mn_(1.05)Fe_(0.9)P_(0.5-x) Si_(0.5)Cu_(0.10)Bx系列合金的制备 |
2.2.2 Mn_(1.05)Fe_(0.9)P_(0.5)Si_(0.5)-Sn_(42)Bi_(58) 磁制冷复合材料的制备 |
2.3 测试方法 |
2.3.1 物相组成分析 |
2.3.2 晶体结构精修 |
2.3.3 微观结构分析 |
2.3.4 磁热性能测试 |
2.3.5 比热测试 |
2.3.6 力学性能测试 |
第三章 Cu掺杂对Mn_(1.05)Fe_(0.9)P_(0.5)Si_(0.5) 合金微观结构、磁热效应及力学性能的影响 |
3.1 引言 |
3.2 Mn_(1.05)Fe_(0.9)P_(0.5)Si_(0.5)Cu_x合金的物相组成和微观结构 |
3.2.1 Mn_(1.05)Fe_(0.9)P_(0.5)Si_(0.5)Cu_x合金的XRD图谱分析及晶格精修 |
3.2.2 Mn_(1.05)Fe_(0.9)P_(0.5)Si_(0.5)Cu_x合金的微观结构 |
3.3 Mn_(1.05)Fe_(0.9)P_(0.5)Si_(0.5)Cu_x合金的磁热效应 |
3.3.1 铜掺杂对合金居里温度和热滞后的影响 |
3.3.2 铜掺杂对合金相变行为和磁熵变大小的影响 |
3.4 Mn_(1.05)Fe_(0.9)P_(0.5)Si_(0.5)Cu_x合金的力学性能 |
3.5 本章小结 |
第四章 B掺杂对Mn_(1.05)Fe_(0.9)P_(0.5)Si_(0.5)Cu_(0.10) 合金微观结构、磁热效应及力学性能的影响 |
4.1 引言 |
4.2 Mn_(1.05)Fe_(0.9)P_(0.5-x) Si_(0.5)Cu_(0.10)Bx合金的物相组成和微观结构 |
4.2.1 XRD图谱分析及晶格精修 |
4.2.2 Mn_(1.05)Fe_(0.9)P_(0.5-x) Si_(0.5)Cu_(0.10)Bx合金的微观结构 |
4.3 Mn_(1.05)Fe_(0.9)P_(0.5-x) Si_(0.5)Cu_(0.10)Bx合金的磁热效应 |
4.3.1 硼掺杂对合金居里温度和热滞后的影响 |
4.3.2 硼掺杂对合金相变行为和磁熵变大小的影响 |
4.4 Mn_(1.05)Fe_(0.9)P_(0.5-x) Si_(0.5)Cu_(0.10)Bx合金的力学性能 |
4.5 本章小结 |
第五章 Mn_(1.05)Fe_(0.9)P_(0.5)Si_(0.5)-Sn_(42)Bi_(58) 复合材料的成分配比与成型压力对性能的影响 |
5.1 引言 |
5.2 Mn_(1.05)Fe_(0.9)P_(0.5)Si_(0.5)-Sn_(42)Bi_(58) 复合材料成分配比对性能的影响 |
5.2.1 成分配比对Mn_(1.05)Fe_(0.9)P_(0.5)Si_(0.5)-Sn_(42)Bi_(58) 物相组成的影响 |
5.2.2 成分配比对Mn_(1.05)Fe_(0.9)P_(0.5)Si_(0.5)-Sn_(42)Bi_(58) 磁热性能的影响 |
5.2.3 成分配比对Mn_(1.05)Fe_(0.9)P_(0.5)Si_(0.5)-Sn_(42)Bi_(58) 力学性能的影响 |
5.3 Mn_(1.05)Fe_(0.9)P_(0.5)Si_(0.5)-Sn_(42)Bi_(58) 复合材料成型压力对性能的影响 |
5.3.1 成型压力对Mn_(1.05)Fe_(0.9)P_(0.5)Si_(0.5)-Sn_(42)Bi_(58) 物相组成的影响 |
5.3.2 成型压力对Mn_(1.05)Fe_(0.9)P_(0.5)Si_(0.5)-Sn_(42)Bi_(58) 磁热性能的影响 |
5.3.3 成型压力对Mn_(1.05)Fe_(0.9)P_(0.5)Si_(0.5)-Sn_(42)Bi_(58) 力学性能的影响 |
5.4 本章小结 |
全文总结 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
附件 |
(4)RE-Fe-Pd(RE=Nd,Pr)三元系相平衡及相关化合物磁热效应研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 磁制冷技术 |
1.1.1 磁制冷材料的发展史 |
1.1.2 磁制冷基本原理 |
1.1.3 磁制冷的热力学描述 |
1.1.4 磁制冷材料的表征参数 |
1.1.5 磁制冷工质的分类 |
1.2 相图的应用与测定方法 |
1.2.1 相图和相图应用 |
1.2.2 相图的实验测定 |
1.2.3 物相分析技术 |
1.2.4 相界的测定 |
1.2.5 物质晶体结构的测定 |
1.3 选题依据 |
2 RE-Fe-Pd中一二元体系的实验研究 |
2.1 Fe-Pd二元体系 |
2.2 Fe-Nd二元体系 |
2.2.1 文献信息 |
2.2.2 实验结果 |
2.3 Fe-Pr二元体系 |
2.3.1 文献及实验信息 |
2.3.2 实验结果 |
2.4 Nd-Pd二元体系 |
2.5 Pr-Pd二元体系 |
2.6 本章小结 |
3 RE-Fe-Pd(RE=Nd,Pr)773 K等温截面图 |
3.1 实验过程 |
3.2 Nd-Fe-Pd 773 K等温截面 |
3.2.1 第三组元在二元相中的固溶度 |
3.2.2 相区的确定 |
3.2.3 Nd-Fe- Pd 773 K等温截面 |
3.3 Pr-Fe-Pd 773 K等温截面图 |
3.3.1 第三组元在第二相中的固溶度 |
3.3.2 相区的确定 |
3.3.3 Pr-Fe-Pd 773 K等温截面图 |
3.4 本章小结 |
4 RE_6Fe_(13)Pd化合物磁性与磁热性能 |
4.1 引言 |
4.2 实验过程 |
4.3 三元化合物RE_6Fe_(13)Pd (RE=Pr,Nd)的结构以及凝固过程 |
4.4 RE_6Fe_(13)Pd (RE=Pr,Nd)化合物的磁性研究 |
4.5 Nd_6Fe_(13)Pd化合物的磁热效应 |
4.6 Pr掺杂对Nd_6Fe_(13)Pd磁性及磁热性能的影响 |
4.7 Cu掺杂对Nd_6Fe_(13)Pd磁性及磁热性能的影响 |
4.8 本章小结 |
5 RE-Pd二元化合物磁性与磁热性能 |
5.1 引言 |
5.2 实验过程 |
5.3 二元化合物Pr_7Pd_3的结构和磁热性能 |
5.4 二元化合物NdPd的磁性和磁热性能 |
5.5 二元化合物RE_3Pd_4(RE=Nd,Pr)的结构和磁热性能 |
5.6 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
作者简历及在学研究成果 |
学位论文数据集 |
(5)Dy-Fe-Mn合金相平衡及相关化合物的结构与性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
§1.1 引言 |
§1.2 稀土材料应用 |
§1.2.1 稀土磁致伸缩材料 |
§1.2.2 稀土储氢材料 |
§1.3 Dy-Fe-Mn相关二元系 |
§1.3.1 Dy-Fe二元系 |
§1.3.2 Dy-Mn二元系 |
§1.3.3 Fe-Mn二元系 |
§1.4 本文研究内容及意义 |
第二章 样品的制备与性能表征 |
§2.1 原材料及制备方法 |
§2.1.1 原材料 |
§2.1.2 样品制备 |
§2.2 样品热处理 |
§2.3 测试样品制备及测试原理 |
§2.3.1 XRD样品制备 |
§2.3.2 X射线衍射原理 |
§2.3.3 磁致伸缩性能样品制备 |
§2.3.4 磁致伸缩测试原理 |
§2.3.5 磁性能测试 |
§2.3.6 相图样品制备 |
§2.3.7 场发射扫描电子显微镜(SEM)及相区测定 |
§2.3.8 差示扫描量热分析(DTA) |
§2.3.9 气体吸收分析仪(PCT) |
第三章 (Mn_(1-x)Fe_x)_2Dy和(Fe_(1-x)Mn_x)__3Dy化合物的结构及磁致伸缩性能研究 |
§3.1 研究背景 |
§3.2 实验方法 |
§3.3 (Mn_(1-x)Fe_x)_2Dy化合物的结构、磁性能及磁致伸缩性能 |
§3.3.1 (Mn_(1-x)Fe_x)_2Dy化合物的结构 |
§3.3.2 (Mn_(1-x)Fe_x)_2Dy化合物的磁性能 |
§3.3.3 磁致伸缩性能 |
§3.4 (Fe_(1-x)Mn_x)__3Dy化合物的结构、磁性能及磁致伸缩性能 |
§3.4.1 (Fe_(1-x)Mn_x)__3Dy化合物的结构分析 |
§3.4.2 (Fe_(1-x)Mn_x)__3Dy化合物的磁性能 |
§3.4.3 (Fe_(1-x)Mn_x)__3Dy化合物的磁致伸缩性能 |
§3.5 本章小结 |
第四章 (Fe_(1-x)Mn_x)_(17)Dy_2化合物的结构和相关性能研究 |
§4.1 (Fe_(1-x)Mn_x)_(17)Dy_2化合物的结构及磁性能 |
§4.1.1 (Fe_(1-x)Mn_x)_(17)Dy_2化合物的结构 |
§4.1.2 (Fe_(1-x)Mn_x)_(17)Dy_2化合物的磁性能 |
§4.2 (Fe_(1-x)Mn_x)_(17)Dy_2化合物的磁热性能 |
§4.3 Fe_(17)Dy_2化合物的储氢性能 |
§4.3.1 引言 |
§4.3.2 Fe_(17)Dy_2吸氢前后的结构 |
§4.3.3 Fe_(17)Dy_2化合物吸氢前后的磁性能 |
§4.4 Fe_(17)Dy_2Co_x化合物的结构及磁性能 |
§4.4.1 Fe_(17)Dy_2Co_x化合物的结构 |
§4.4.2 Fe_(17)Dy_2Co_x化合物的磁性能 |
§4.4.3 Fe_(17)Dy_2Co_x化合物的储氢性能 |
§4.5 本章小结 |
第五章 (Mn_(1-x)Fe_x)_(23)Dy_6化合物的结构和相关性能研究 |
§5.1 研究背景 |
§5.2 (Mn_(1-x)Fe_x)_(23)Dy_6化合物的结构与磁性能 |
§5.2.1 (Mn_(1-x)Fe_x)_(23)Dy_6化合物的结构 |
§5.2.2 (Mn_(1-x)Fe_x)_(23)Dy_6化合物的磁性能 |
§5.3 (Mn_(1-x)Fe_x)_(23)Dy_6化合物的储氢性能 |
§5.4 本章小结 |
第六章 Dy-Fe-Mn三元合金相图800℃等温截面 |
§6.1 研究背景 |
§6.2 二元化合物及固溶度的确定 |
§6.2.1 边界二元化合物的验证 |
§6.2.2 Fe_2Dy与Mn_2Dy固溶度的确定 |
§6.2.3 Mn在Fe_3Dy固溶度的确定 |
§6.2.4 Mn在Fe_(17)Dy_2化合物固溶度的确定 |
§6.2.5 Fe在Mn_(23)Dy_6化合物固溶度的确定 |
§6.2.6 Fe在αMn中、Mn在αFe中以及(FeMn)中的固溶度 |
§6.2.7 Fe在Mn_(12)Dy中的固溶度 |
§6.3 三相区及800℃等温截面的确定 |
§6.3.1 三相区的确定 |
§6.3.2 Dy-Fe-Mn三元合金800℃等温截面 |
§6.4 本章小结 |
第七章 总结与展望 |
§7.1 本研究的主要结论和创新点 |
§7.2 本研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者在攻读硕士期间主要研究成果 |
(6)铁基非晶合金磁热与催化特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1. 引言 |
1.2. 磁热效应与磁制冷材料 |
1.2.1. 磁热效应与应用 |
1.2.2. 磁热效应的热力学表征 |
1.2.3. 近室温磁制冷材料 |
1.3. Fe基非晶合金室温磁制冷材料研究现状与发展 |
1.4. Fe基非晶合金对染料降解的研究背景 |
1.5. Fenton体系概述 |
1.5.1. Fenton体系的反应机理 |
1.5.2. 非均相Fenton体系 |
1.5.3. 非均相Fenton体系在废水中的应用 |
1.6. 铁基非晶合金对污染物的催化降解性能及应用 |
1.7. 本论文研究的内容及意义 |
1.7.1. 论文的研究目的和意义 |
1.7.2. 论文的研究内容 |
第二章 实验过程与研究方法 |
2.1. 实验仪器与原材料 |
2.1.1. 实验仪器 |
2.1.2. 实验原材料 |
2.2. 试样的制备与加工处理 |
2.2.1. 合金的熔炼 |
2.2.2. 非晶合金带材的制备 |
2.3. 表征方法 |
2.3.1. X-射线衍射(XRD)分析 |
2.3.2. 非晶合金磁性的测量 |
2.3.3. 降解染料性能测试 |
第三章 合金化对Fe-Zr-B非晶合金磁热性能的影响 |
3.1. 引言 |
3.2. Ni,Co,Al,Ti对Fe-Zr-B非晶合金磁热性能的影响 |
3.2.1. 非晶合金条带的磁性能 |
3.2.2. 磁性转变 |
3.2.3. 非晶合金Fe_(88)Zr_7B_4M_1(M=Ni,Co,Al,Ti)磁热性能 |
3.3. 本章小结 |
第四章 低B铁基非晶合金与异质非晶合金复合材料的磁热性能 |
4.1. 引言 |
4.2. Ni合金化低B铁基非晶合金的磁性和磁热性能 |
4.2.1. 非晶合金条带的磁性能 |
4.2.2. 非晶合金Fe_(88)Zr_(11-x)B_1Ni_x(x=1,2)和Fe_(88-y)Zr_(11)B_1Ni_y(y=1,2)的磁热性能 |
4.3. Co合金化低B铁基非晶合金的磁性和磁热性能 |
4.3.1. 非晶合金条带的磁性能 |
4.3.2. 非晶合金Fe_(88)Zr_(11-x)B_1Co_x(x=1,2)和Fe_(88-y)Zr_(11)B_1Co_y(y=1,2)的磁热性能 |
4.4. 异质Fe基非晶合金复合材料磁热性能 |
4.4.1. 异质非晶合金复合对磁热性能的作用 |
4.4.2. 复合产物的磁热性能 |
4.5. 本章小结 |
第五章 结构无序对Fe基非晶合金磁热性能的影响 |
5.1. 引言 |
5.2. Y合金化铁基非晶合金的磁性能 |
5.2.1. 组织结构表征 |
5.2.2. 软磁性和饱和磁化强度 |
5.2.3. 磁性转变 |
5.3. 元素Y引入的结构无序对磁热性能的影响 |
5.3.1. 元素Y对铁基非晶磁热性能的影响 |
5.3.2. 结构无序对非晶合金磁热性能的影响 |
5.4. 本章小结 |
第六章 Fe基非晶合金的光催化性能 |
6.1. 引言 |
6.2. Fe基非晶合金-草酸非均相UV-Fenton效应与反应机理 |
6.3. 不同因素对Fe基非晶合金光催化性能的影响 |
6.3.1. 非晶合金添加量对于光催化的作用 |
6.3.2. 草酸浓度对于光催化的作用 |
6.3.3. 光源对于光催化的作用 |
6.4. 光催化稳定性验证 |
6.5. 不同Fe基非晶合金的光催化性能 |
6.6. 本章小结 |
第七章 结论 |
参考文献 |
致谢 |
攻读博士学位期间的科研成果 |
(7)磁热效应的调控研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 磁制冷和磁热效应 |
1.1.1 磁制冷研究历程 |
1.1.2 磁热效应的热力学描述 |
1.1.3 磁热效应的测量与计算 |
1.2 磁热效应的调控 |
1.2.1 相变的热力学描述及分类 |
1.2.2 磁性和磁交换作用 |
1.2.3 变磁性与磁结构相变 |
1.2.4 磁相变调控的理论基础 |
1.3 本文的选题依据和主要研究内容 |
参考文献 |
第二章 样品的制备和表征 |
2.1 样品的制备 |
2.1.1 真空电弧熔炼 |
2.1.2 热处理 |
2.1.3 高压退火 |
2.1.4 熔体快淬 |
2.1.5 蒸镀电极 |
2.1.6 样品极化 |
2.2 结构和性能表征 |
2.2.1 晶体结构表征 |
2.2.2 热分析方法 |
2.2.3 磁学性质的测量 |
参考文献 |
第三章 高压退火对MnNi (Fe) Ge合金磁热效应的影响 |
3.1 引言 |
3.2 本章研究思路 |
3.3 样品的制备与表征 |
3.4 实验结果与分析 |
3.5 本章总结 |
参考文献 |
第四章 MnNi (Fe) Ge合金中的连续相变及磁热效应研究 |
4.1 引言 |
4.2 样品的制备与测量 |
4.3 实验结果与分析 |
4.4 本章总结 |
参考文献 |
第五章 LaFeSiH/PMN-PT异质结的电控磁热效应研究 |
5.1 引言 |
5.2 材料选取与实验设计 |
5.3 样品制备与实验测量 |
5.4 结果与分析 |
5.5 电控磁卡效应的意义 |
5.6 本章总结 |
参考文献 |
攻读博士期间发表文章情况 |
致谢 |
(8)磁相变合金中相关磁效应的研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 相变介绍 |
1.1.1 固态相变特征 |
1.1.2 固态相变基本类型 |
1.1.2.1 按热力学分类 |
1.1.2.2 按相变方式分类 |
1.1.2.3 按原子迁移的特征分类 |
1.1.2.4 按结构变化分类 |
1.2 磁性相变合金的物理效应 |
1.2.1 磁热效应 |
1.2.2 磁致伸缩和磁致应变效应 |
1.3 磁相变合金的研究现状及发展 |
1.3.1 Gd_5(Si_(1-x)Ge_x)_4合金 |
1.3.2 LaFe_(13-x)Si_x合金 |
1.3.3 铁磁形状记忆合金 |
1.3.4 六角MM'X合金 |
1.4 本课题研究目的和内容 |
参考文献 |
第二章 样品制备与表征 |
2.1 样品制备方法 |
2.1.1 真空电弧熔炼法 |
2.1.2 热处理过程 |
2.1.3 强磁场凝固 |
2.1.4 磁控溅射 |
2.1.5 离子溅射 |
2.2 结构性能表征 |
2.2.1 X射线衍射(XRD) |
2.2.2 磁性测量 |
2.2.2.1 振动样品磁强计(VSM) |
2.2.2.2 超导量子干涉仪(SQUID) |
2.2.3 磁致伸缩测量 |
参考文献 |
第三章 粘接取向的Mn_(0.965)CoGe合金的磁致应变效应 |
3.1 引言 |
3.1.1 MnCoGe基合金简介 |
3.2 材料制备与表征 |
3.3 粘接取向Mn_(0.965)CoGe合金的磁致应变效应 |
3.3.1 XRD结构分析 |
3.3.2 热磁曲线 |
3.3.3 等温磁化曲线 |
3.3.4 磁致应变曲线 |
3.3.5 力学性能 |
3.4 本章总结与展望 |
参考文献 |
第四章 强磁场凝固法制备MnCoSi基合金磁致伸缩效应 |
4.1 引言 |
4.1.1 MnCoSi基合金简介 |
4.2 材料制备与表征 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 XRD结构分析 |
4.3.2 热磁曲线 |
4.3.4 等温磁化曲线 |
4.3.5 磁致伸缩曲线 |
4.4 本章总结与展望 |
参考文献 |
第五章 电场调控FeRh_(0.96)Pd_(0.04)/PMN-PT异质结构的磁热效应 |
5.1 引言 |
5.1.1 Fe-Rh合金简介 |
5.1.2 基于磁相变合金的电控磁效应 |
5.1.3 压电材料简介 |
5.2 材料制备与表征 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 XRD结构分析 |
5.3.2 热磁曲线 |
5.3.3 机制分析 |
5.3.4 等温磁化曲线 |
5.3.5 电控磁热效应 |
5.4 本章总结和展望 |
参考文献 |
攻读博士期间发表文章情况 |
致谢 |
(9)Gd3Al2-xGax系合金磁热效应的研究(论文提纲范文)
1 实验部分 |
1.1 合金制备 |
1.2 性能测试 |
2 结果与讨论 |
3 结论 |
(10)稀土基多相合金磁热效应研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 磁制冷技术及其发展概述 |
1.2 磁制冷原理 |
1.2.1 磁热效应 |
1.2.1.1 磁热效应的热力学描述 |
1.2.1.2 磁热性质的测定 |
1.2.1.3 磁热效应的类型 |
1.2.2 磁制冷循环 |
1.2.2.1 卡诺循环 |
1.2.2.2 斯特林循环 |
1.2.2.3 埃里克森循环 |
1.2.2.4 布雷顿循环 |
1.2.3 磁致冷材料 |
1.2.3.1 磁致冷材料的选择依据 |
1.2.3.2 磁致冷材料的研究 |
1.3 研究背景 |
1.4 本文的主要研究工作 |
1.4.1 本文的选题思路与研究意义 |
1.4.2 本文的主要创新点 |
1.4.3 本文的主要研究内容 |
第二章 具有桌面型磁热效应特征的Gd-Co-Al多相合金 |
2.1 引言 |
2.2 实验方法 |
2.3 实验结果与讨论 |
2.3.1 Gd-Co-Al三元多相合金的结构及其热分析 |
2.3.2 Gd-Co-Al三元多相合金的磁性与磁热效应 |
2.3.3 Co元素合金化对Gd_2Al合金磁热效应的影响 |
2.3.3.1 Gd_2AlCo_x合金的晶体结构分析 |
2.3.3.2 Gd_2AlCo_x合金的磁性与磁热效应 |
2.4 本章小结 |
第三章 GdNixAl_(2-x)多相合金的磁热效应研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验方法 |
3.3 实验结果与讨论 |
3.3.1 GdNixAl_(2-x)多相合金的结构及其形貌分析 |
3.3.2 GdNixAl_(2-x)多相合金的磁性及其磁热效应分析 |
3.4 本章小结 |
第四章 具有桌面型磁熵变和邻近居里温度特征的Gd-Ni-Al多相合金 |
4.1 引言 |
4.2 实验方法 |
4.3 实验结果与讨论 |
4.3.1 Gd_(28)Ni_(24)Al_(48)和Gd_(33)Ni_(13)Al_(54)合金的结构分析 |
4.3.2 Gd_(28)Ni_(24)Al_(48)和Gd_(33)Ni_(13)Al_(54)合金的磁性与磁热效应 |
4.4 本章小结 |
第五章 全文总结与展望 |
5.1 全文总结 |
5.2 后续工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间取得的成果 |
攻读硕士学位期间参与的科研项目 |
四、稀土Gd_5Ge_2(Si_(2-x)Al_x)合金系的晶体结构和磁卡效应研究(论文参考文献)
- [1]磁弹性一级相变磁致冷材料的磁热效应与滞后研究[D]. 商亚粉. 电子科技大学, 2021
- [2]LaFe13-xSix基合金的成相及腐蚀行为研究[D]. 薛佳宁. 北京科技大学, 2020(01)
- [3](Mn,Fe)2(P,Si)合金磁热效应与力学性能的综合调控研究[D]. 王文灏. 华南理工大学, 2020(02)
- [4]RE-Fe-Pd(RE=Nd,Pr)三元系相平衡及相关化合物磁热效应研究[D]. 杜玉松. 北京科技大学, 2018(08)
- [5]Dy-Fe-Mn合金相平衡及相关化合物的结构与性能研究[D]. 郭永斌. 桂林电子科技大学, 2018(01)
- [6]铁基非晶合金磁热与催化特性研究[D]. 李星洲. 东南大学, 2018(05)
- [7]磁热效应的调控研究[D]. 王传聪. 南京大学, 2017(05)
- [8]磁相变合金中相关磁效应的研究[D]. 胡秋波. 南京大学, 2017(05)
- [9]Gd3Al2-xGax系合金磁热效应的研究[J]. 生利英,曹朝霞,黄焦宏,齐勇田,宋博宇. 稀土, 2016(04)
- [10]稀土基多相合金磁热效应研究[D]. 马峥. 电子科技大学, 2016(02)