磁制冷技術(shù)作為一種更加清潔高效的制冷方式而受到了人們的廣泛關(guān)注。作為磁制冷技術(shù)的核心,磁熱材料的研發(fā)一直是材料科學(xué),凝聚態(tài)物理和固體化學(xué)等學(xué)科的研究熱點。本論文聚焦于稀土-過渡族基和MnCoGe基磁制冷材料,進(jìn)行了低溫磁制冷材料領(lǐng)域的探索和室溫磁制冷材料的性能優(yōu)化。利用密度泛函理論計算,同步輻射X射線衍射,磁性測量,電輸運測量,掃描電子顯微鏡,電化學(xué)測量等方法與手段對于所研究的科學(xué)問題進(jìn)行了全面的表征。在低溫區(qū)稀土-過渡族基磁制冷材料方面,本文主要研究了HoNiGa化合物的磁熱效應(yīng)和織構(gòu)多晶Tb3NiGe2材料的旋轉(zhuǎn)磁熱效應(yīng)。反鐵磁HoNiGa化合物由于磁場誘導(dǎo)的反鐵磁-鐵磁變磁轉(zhuǎn)變而表現(xiàn)出了可逆的大磁熱效應(yīng)（5 T磁場變化下△S=22 J/kg K）,十分具有實際應(yīng)用前景。具有織構(gòu)的多晶Tb3NiGe2材料在2T的磁場變化下在相變溫度處表現(xiàn)出了可逆的2.91 J/kg K的磁熵變以及1.6K的絕熱溫變。同時,本文也從數(shù)學(xué)上證明了不同旋轉(zhuǎn)磁熱效應(yīng)的計算方法的等價性。在室溫磁制冷材料的性能優(yōu)化方面,本文制備了 In作為金屬粘結(jié)相的La0.7Ce0.3Fe11.48Mn0.12Si1.4H... 

【文章來源】：北京科技大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：154 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 引言
    1.1 現(xiàn)代制冷技術(shù)與磁制冷
    1.2 磁熱效應(yīng)的定義與沿革
    1.3 磁熱效應(yīng)的理論描述
    1.4 磁熱效應(yīng)的測量方法
2 文獻(xiàn)綜述
    2.1 低溫區(qū)磁制冷材料
    2.2 近室溫區(qū)磁制冷材料
        2.2.1 鑭系金屬釓（Gd）
5（Si,Ge）₄系磁制冷材料">        2.2.2 Gd₅（Si,Ge）₄系磁制冷材料
1-xSb_x與Mn_2-xFe_xP_1-yM_y（M=As,Ge,Si）系磁制冷材料">        2.2.3 MnAs_1-xSb_x與Mn_2-xFe_xP_1-yM_y（M=As,Ge,Si）系磁制冷材料
2MnX（X=Ga,Sn,In,Sb）系磁制冷材料">        2.2.4 Ni₂MnX（X=Ga,Sn,In,Sb）系磁制冷材料
        2.2.5 鈣鈦礦及類鈣鈦礦型化合物磁制冷材料
1-xM_x)₁₃（M=Al,Si）系磁制冷材料">        2.2.6 La(Fe_1-xM_x)₁₃（M=Al,Si）系磁制冷材料
        2.2.7 MM'X型磁制冷材料
    2.3 選題思路及目的
        2.3.1 選題思路
        2.3.2 研究內(nèi)容
3 實驗方法
    3.1 樣品的制備方法
        3.1.1 多晶樣品的制備
        3.1.2 單晶樣品的制備
    3.2 樣品晶體結(jié)構(gòu)與成分分析方法
        3.2.1 X射線衍射
    3.3 樣品形貌和成分分析
    3.4 樣品物理性能分析方法
        3.4.1 樣品磁性能表征
        3.4.2 樣品熱性能測量
        3.4.3 樣品電學(xué)性能測量
        3.4.4 樣品力學(xué)性能測量及其他
    3.5 使用密度泛函理論進(jìn)行計算
        3.5.1 密度泛函理論基礎(chǔ)
        3.5.2 實際計算細(xì)節(jié)討論
    3.6 金屬間化合物電子結(jié)構(gòu)與其磁性之間的關(guān)聯(lián):Stoner判據(jù)
    3.7 金屬間化合物磁性與化學(xué)鍵之間的關(guān)聯(lián):COHP分析
    3.8 巡游磁性的預(yù)測與調(diào)控
4 反鐵磁HoNiGa變磁轉(zhuǎn)變誘導(dǎo)的大磁熱效應(yīng)
    4.1 引言
    4.2 實驗
    4.3 結(jié)果與討論
    4.4 本章小結(jié)
3NiGe₂化合物的連續(xù)磁轉(zhuǎn)變及各向異性磁熱效應(yīng)">5 織構(gòu)多晶Tb₃NiGe₂化合物的連續(xù)磁轉(zhuǎn)變及各向異性磁熱效應(yīng)
    5.1 引言
    5.2 實驗
    5.3 結(jié)果與討論
    5.4 本章小結(jié)
13Hy/In復(fù)合材料的優(yōu)異綜合性能">6 La（Fe,Si）₁₃Hy/In復(fù)合材料的優(yōu)異綜合性能
    6.1 引言
    6.2 實驗
    6.3 結(jié)果與討論
    6.4 本章小結(jié)
7 價電子濃度調(diào)控對于MnCoGe基化合物結(jié)構(gòu)和磁性的影響
    7.1 引言
    7.2 實驗
        7.2.1 樣品合成
        7.2.2 結(jié)構(gòu)表征
        7.2.3 磁性測量
        7.2.4 理論計算
    7.3 結(jié)果與討論
        7.3.1 h-MnCoGe晶體結(jié)構(gòu)和磁性能的理論解釋
        7.3.2 Zn摻雜h-MnCoGe的理論模擬
        7.3.3 Zn摻雜h-MnCoGe的合成和結(jié)構(gòu)表征
1-xZn_x（x=0,0.02,0.04和0.05）樣品的磁性和磁熱效應(yīng)">        7.3.4 MnCoGe_1-xZn_x（x=0,0.02,0.04和0.05）樣品的磁性和磁熱效應(yīng)
        7.3.5 As摻雜MnCoGe的結(jié)構(gòu)和磁性
    7.4 本章小結(jié)
8 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
作者簡歷及在學(xué)研究成果
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：2999873