MnCo(Ni)Ge基合金條帶的制備和磁相變調(diào)控及其磁熱性質(zhì)研究.pdf

1、磁制冷技術(shù)被譽(yù)為當(dāng)今最有可能取代傳統(tǒng)氣體壓縮制冷的一項(xiàng)新型制冷技術(shù)，其關(guān)鍵在于尋找具有大磁熱效應(yīng)的制冷工質(zhì)。一級(jí)磁相變合金由于相變附近表現(xiàn)出很大的磁熱效應(yīng)及其它磁功能性質(zhì)備受關(guān)注。眾多的磁相變合金中，Mn基合金以其成本低廉、磁性行為多樣受到人們廣泛研究。相對(duì)于塊體，合金條帶不需要或者只需要很短時(shí)間的退火過程即可成相，同時(shí)磁性能也很優(yōu)異，因此本文主要研究了MnCo(Ni)Ge基合金條帶的制備、磁相變調(diào)控及其磁熱性質(zhì)，然后對(duì)Mn1.9Co0

2、.1Sb亞鐵磁合金磁相變及其磁熱、磁電阻性質(zhì)也進(jìn)行了研究。主要內(nèi)容如下：
　　1.快淬和退火的Mn0.89Cu0.11CoGe合金條帶的磁相變及磁熱性質(zhì)
　　正分的MnCoGe合金在室溫下是一個(gè)共線的鐵磁體，具有正方TiNiSi結(jié)構(gòu)，居里溫度TC~345 K，在Tt~650 K會(huì)發(fā)生一個(gè)從低溫正方TiNiSi相到高溫六角的Ni2In相的結(jié)構(gòu)相變。近年來，人們利用多種方法比如過渡元素取代、過渡元素缺位等多種方法來調(diào)控合金的磁和

3、結(jié)構(gòu)相變使之發(fā)生耦合，但我們注意到到目前為止，人們大多還主要集中于塊體研究，很少有條帶研究。本文中我們用Cu取代 Mn來降低其結(jié)構(gòu)相變溫度，通過電弧熔煉和熔體快淬的方法制備了Mn0.89Cu0.11CoGe合金條帶，發(fā)現(xiàn)在室溫下快淬條帶和退火條帶均為六角的Ni2In型結(jié)構(gòu)。退火前后條帶分別在242 K和234 K發(fā)生一個(gè)二級(jí)的磁相變，外場(chǎng)變化ΔH=0-10 kOe時(shí)最大磁熵變?chǔ)M分別為0.95和0.89 J/kg K。
　　2.

4、快淬和退火Mn1-xCuxCoGe合金條帶的磁相變調(diào)控及磁熱效應(yīng)
　　上面所述樣品磁和結(jié)構(gòu)相變沒有發(fā)生耦合，可能是由于我們Cu取代量過大。因此我們減少了Cu的摻雜量，又制備了Mn1-xCuxCoGe(x=0.02，0.04，0.06)系列合金，在x=0.02和0.04的退火樣品中，分別在286和260 K獲得了一級(jí)磁結(jié)構(gòu)相變，因此得到了較大的低場(chǎng)磁熵變，ΔH=0-10 kOe時(shí)ΔSM分別達(dá)到了7.2 J/kgK和8.4 J/kgK

5、。
　　3.退火MnNi1-xFexGe合金條帶的磁結(jié)構(gòu)相變和磁熱效應(yīng)
　　我們研究了Fe取代Ni對(duì)MnNiGe基合金磁和結(jié)構(gòu)相變的影響及其磁熱性質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)，MnNi1-xFexGe(x=0.15,0.18)合金條帶隨著溫度和磁場(chǎng)的變化顯現(xiàn)出復(fù)雜的磁化過程，在條帶的TiNiSi相發(fā)現(xiàn)了反鐵磁相和鐵磁相之間的轉(zhuǎn)變和競(jìng)爭(zhēng)，隨著溫度的增加，反鐵磁態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)殍F磁態(tài)所需要的磁場(chǎng)減小，當(dāng)反鐵磁態(tài)完全轉(zhuǎn)變成鐵磁態(tài)后，x=0.15和0.18

6、兩個(gè)樣品在室溫附近均可以獲得從鐵磁TiNiSi到順磁Ni2In的磁結(jié)構(gòu)相變，并且在ΔH=3 T時(shí)分別在287 K和270 K得到的最大磁熵變值為4.7和9.1 Jkg-1K-1。
　　4. Mn1.9Co0.1Sb合金的磁熱效應(yīng)和磁電阻效應(yīng)
　　正分的Mn2Sb合金是四角的Cu2Sb結(jié)構(gòu)，呈亞鐵磁態(tài)，我們研究了用Co取代Mn的Mn1.9Co0.1Sb合金的磁熱效應(yīng)和磁電阻效應(yīng)。我們通過電弧熔煉的方法制備出Mn1.9Co0.1