無熱滯MnFe(P，Ge)和Pr-,5-x-Gd-,x-Si-,3-磁制冷工質(zhì)的設(shè)計與性能研究.pdf

1、近年來，室溫磁制冷材料的研究有顯著的進展，其中MnFe(P,Ge)系列化合物以其磁熱效應(yīng)大、室溫區(qū)居里溫度可調(diào)和原材料價格低廉等優(yōu)點，引起了科學(xué)界和企業(yè)界的極大關(guān)注。但新型MnFeP1-xGex化合物的熱滯很大，從而影響了該化合物的應(yīng)用。所以，MnFeP1-xGex化合物能否被應(yīng)用，關(guān)鍵在于能否降低或消除其熱滯的同時能夠保持較大磁熱效應(yīng)。為了探索無熱滯的MnFeP1-xGex室溫磁制冷材料，本工作采用了調(diào)整成分、改進熱處理工藝、球磨工藝

2、的無氧化處理等手段，制備Mn1.18Cr0.02Fe0.8P0.95-xGexSi0.05系列化合物，并研究了其磁性和磁熱效應(yīng)。X射線衍射譜表明，該系列化合物具有Fe2P型六角晶體結(jié)構(gòu)，少量Si的添加有利于穩(wěn)定Fe2P型相。其居里溫度隨Ge含量的增加而升高，從升溫和降溫?zé)岽徘€中發(fā)現(xiàn)該系列化合物有少量熱滯(1 K)或沒有熱滯。該系列化合物在0～1.5T磁場下，最大等溫磁熵變約為8 Jkg-1K-1，可作為磁制冷機工作物質(zhì)。
　　

3、 二級磁相變材料磁熱效應(yīng)的研究具有很長的歷史。尤其是稀土-過渡族金屬化合物磁熱效應(yīng)研究更為突出。低溫下Pr5Si3有較高的磁化強度，且在其居里溫度附近有二級磁相變。這意味著Pr5Si3在相變溫度附近很有可能有大的磁熱效應(yīng)(MCE)。
　　 用流動氬氣電弧爐熔煉法制備了Pr5-xGdxSi3(x=1.0，2.0，3.0，4.0)合金樣品。把這些樣品在氬氣保護下，1323 K高溫退火了168小時后迅速淬火，獲得測量樣品。合金的室溫X

4、射線衍射譜表明，Pr5-xGdxSi3(x=1.0，2.0)樣品具有四方的Cr5B3型晶體結(jié)構(gòu)，當(dāng)x≥3時，合金由四方Cr5B3型晶體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成六角Gd5Si3型晶體結(jié)構(gòu)。Pr5-xGdxSi3(x=2.0，3.0)的居里溫度分別為135 K和145 K。在0～1.5T的外磁場變化下，Pr5-xGdxSi3(x=2.0，3.0)合金的磁熵變分別為1.0，0.8，0.4J/kgK(x=2.0)和0.3，0.2，0.1 J/kgK(x=3.