Mn(FeCo)GeBy化合物的磁性和磁熱效應(yīng).pdf

1、現(xiàn)代社會(huì)需要大量的方便的制冷技術(shù)，現(xiàn)在實(shí)際應(yīng)用的主要是氣體壓縮制冷?？墒?，氣體壓縮制冷氣化和液化過程的效率很低，另外，氣體壓縮制冷過程產(chǎn)生的氟利昂破壞大氣臭氧層，并對我們生活的環(huán)境構(gòu)成威脅。近些年來，基于磁熱效應(yīng)的磁制冷技術(shù)有了長足的進(jìn)步，被視為常規(guī)氣體壓縮制冷技術(shù)替代技術(shù)的室溫磁制冷技術(shù)有很多突破性進(jìn)展。Mn(FeCo)Ge系列化合物是近幾年新興的一種很有潛力的磁制冷材料。但是，對該系列化合物的制備工藝、磁學(xué)性能、磁熱效應(yīng)、結(jié)構(gòu)相變等

2、研究剛開始。
　　 本文以Mn(Fe0.2Co0.8)GeBy(y=0，0.05，0.1，0.15，0.2)和MnFe0.2Co0.8GeBx(x=0，0.03,0.05，0.07，0.1)為研究對象，研究材料的制備工藝和材料成分等不同條件下對該系列化合物晶體物相、結(jié)構(gòu)形成、磁性、熵變、磁熱效應(yīng)的影響，目的是改進(jìn)該系列化合物的制備工藝，材料的磁學(xué)性能并尋找比較理想的制備工藝和磁制冷材料。第一章介紹了磁制冷材料與技術(shù)研究進(jìn)展，第二

3、章介紹了磁熱效應(yīng)及材料熱力學(xué)基礎(chǔ)，第三章介紹了本文所用實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備和實(shí)驗(yàn)方法，第四章行星球磨機(jī)研磨法制取Mn(Fe0.2Co0.8)GeBy(Y=0，0.05，0.1，0.15，0.2)系列合金并研究其磁性和磁熱效應(yīng)，第五章研究電弧爐熔煉法制取樣品MnFe0.2Co0.8GeBx(x=0，0.03，0.05，0.07，0.1)系列合金的結(jié)構(gòu)、磁性和磁熱效應(yīng)。第四章用行星球磨機(jī)在有氬氣保護(hù)下研磨制取化合物Mn(Fe0.2Co0.8)GeB

4、y(y=0，0.0.5，0.1，0.15，0.2)，采用間歇研磨，研磨時(shí)溫度低于400K，此方法方便快捷工藝簡單。缺點(diǎn)是這個(gè)系列化合物Mn(Fe0.2Co0.8)GeBy(y=0，0.05，0.1，0.15，0.2)樣品粘罐太多，樣品難取下，影響配比成分的穩(wěn)定性。通過在化合物Mn(Fe0.2Co0.8)Ge里加入少量間隙原子B，改變了化合物Mn(Fe0.2Co0.8)GeBy(y=0，0.0.5，0.1，0.15，0.2)的居里溫度，實(shí)

5、現(xiàn)了化合物Mn(Fe0.2Co0.8)GeBy的居里溫度在室溫附近可調(diào)。在磁場B=1.5T時(shí)，隨間隙原子B含量增加居里溫度由256K增加到298K，熵變-ΔS=dM/dT由1.47J/kgK逐漸減小到1.32J/kgK。化合物Mn(Fe0.2Co0.8)GeBy(y=0，0.05,0.1，0.15，0.2)熱滯很小，在忽略磁測量誤差的情況下幾乎為零，所以此系列化和物適合與磁制冷的可逆熱循環(huán)。第五章用熔煉法制取MnFe0.2Co0.8Ge

6、Bx(x=0，0.03，0.05，0.07，0.1)樣品的過程可以通過多加5％的Mn彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)過程中的揮發(fā)損失，保證樣品預(yù)想配比與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致，MnFe0.2Co0.8GeBx(x=0，0.03，0.05，0.07，0.1)系列化合物有兩種相結(jié)構(gòu)分別是六角Ni2In型（hexagonal Ni2In-type空間群是D6h=P63/mmc）和正交TiNiSi型（orthorhombic TiNiSi-type空間群是D2h=Pnma）結(jié)構(gòu)

7、，以六角Ni2In型結(jié)構(gòu)為主相，有少量的TiNiSi副相。隨著B含量增加晶格常數(shù)a和c逐漸減小，晶格體積也減小，晶格畸變量a/c也減小。MnFe0.2Co0.8GeBx(x=0，0.03，0.05，0.07，0.1)系列化合物隨著B增加居里溫度由288K增加到302K，，居里溫度TC=298處有大的磁熵變?chǔ)=3.46J/kgK，實(shí)現(xiàn)了居里溫度在室溫附近可調(diào)。MnFe0.2Co0.8GeBx(x=0，0.03，0.05，0.07，0.1