磁性蓄冷材料Er3Ni的氫化及其氫化物特性研究.pdf

1、低溫制冷機在國防軍事以及現(xiàn)代工業(yè)中扮演著重要角色，其應(yīng)用遍及航空航天、能源工業(yè)、電子信息系統(tǒng)和生物醫(yī)療等各個領(lǐng)域?；?zé)岵牧?蓄冷材料)的熱物性是影響回?zé)崾降蜏刂评錂C性能的關(guān)鍵因素，傳統(tǒng)蓄冷材料在低溫下比熱會急劇下降，在10K以下甚至低于氦氣的比熱，此時回?zé)崞餍蕦⑹艿絿?yán)重制約。隨著低溫下高比熱容的磁性蓄熱材料(譬如Er3Ni、HoCu2、GdAlO3等)的發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用，很大程度上解決了這個難題，這是由于這些材料在低溫下發(fā)生磁相變時會產(chǎn)生異

2、常的比熱峰值，其比熱明顯高于傳統(tǒng)蓄冷材料鉛和不銹鋼，使得在低溫區(qū)能夠保持良好的制冷性能。
　　低溫制冷機的工質(zhì)通常為He，有分析顯示采用He-H2混合工質(zhì)使脈管制冷機在30K溫區(qū)獲得比純He系統(tǒng)更優(yōu)的制冷性能并獲實驗驗證。在He-H2混合工質(zhì)脈管制冷機的實驗中，意外發(fā)現(xiàn)制冷性能的提高比根據(jù)熱力學(xué)的理論預(yù)測值要大，推測低溫級回?zé)崽盍螮r3Ni吸氫后會形成Er3NiHx，該氫化物在低溫下可能具有更高的比熱而使制冷性能得到改善。但關(guān)于E

3、r3Ni吸氫特性的研究甚少，僅有的文獻報道集中在電磁性質(zhì)。在此背景下，本文開展了磁性蓄冷材料Er3Ni的氫化及其氫化物特性研究，具體內(nèi)容如下：
　　1)闡述Er3Ni吸氫過程與機理。參考吸氫合金材料的吸氫機理，從動力學(xué)角度描述了氫氣分子如何形成原子并進入金屬內(nèi)部的過程，由此類比分析了Er3Ni氫化機理，并推算出Er3Ni的理論吸氫量。
　　2)設(shè)計和搭建EoNi氫化實驗系統(tǒng)，根據(jù)不同的反應(yīng)條件，對實驗臺進行優(yōu)化改進。