(MnFeZ) 2 P 0.77 Ge 0.23 (Z=Ni,CO)系列化合物的微觀結(jié)構(gòu)與磁性
發(fā)布時間:2021-01-31 22:45
隨著人類社會的不斷發(fā)展,制冷技術(shù)不可避免的出現(xiàn)了,然而現(xiàn)在制冷技術(shù)主要還是利用壓縮機制冷。如今能源可持續(xù)使用和能源轉(zhuǎn)換率提高是一直以來的研究重點。磁制冷技術(shù)具有高效環(huán)保等優(yōu)點,從而吸引著大量研究者對其進(jìn)行研究。本文主要對眾多磁制冷材料中的Fe2P基磁制冷材料(MnFeZ)2P0.77Ge0.23(Z=Ni,Co)化合物,進(jìn)行了微觀結(jié)構(gòu)和磁性能的研究。1.利用高能球磨法與固相燒結(jié)技術(shù)制備了Mn1-xZxFeP0.77Ge0.23(x=0.03,0.05,0.07,0.08,0.09;Z=Ni,Co)系列化合物。X射線衍射花樣表明以上化合物均為Fe2P型六角結(jié)構(gòu),空間群為P-62m。該系列化合物中隨著Ni,Co元素含量的增加,晶格常數(shù)a,b逐漸減小,晶格常數(shù)c逐漸增大。分析Mn0.95Ni0.05FeP0.77Ge0.2...
【文章來源】:內(nèi)蒙古師范大學(xué)內(nèi)蒙古自治區(qū)
【文章頁數(shù)】:71 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
磁制冷原理
0.45中的P/As元素,制備出(Mn,Fe)1.95P1-xSix系列化合物,通過測量變溫X射線衍射花樣得出(Mn,Fe)1.95P1-xSix(x=0.33,0.37,0.40,0.42)化合物的相轉(zhuǎn)變溫度為325K,375K,425K,450K,磁性測量結(jié)果表明它們的居里溫度分別是338K,392K,427K,451K[32]。E.Brück等人在2012年的時候開始用Ni,Co元素代替MnFe(P,Ge)中的Fe元素。通過調(diào)配Ni,Co元素的占比,也可以得到具有較大磁熱效應(yīng)和較小熱滯的化合物[33]。鮑迪等人在2017年制備出MnFe1-xZxP77Ge23(Z=Co,Ni)系列化合物,該化合物具有較好的磁熱效應(yīng)[34]。圖1-2Fe2P晶體結(jié)構(gòu)圖本文利用高能球磨法與固相燒結(jié)法制備出Mn1-xZxFeP0.77Ge0.23(x=0.03,0.05,0.07,0.08,0.09;Z=Ni,Co)系列化合物。我們對相關(guān)樣品進(jìn)行了X射線衍射花樣和X射線吸收光譜測量,同時也完成了磁性測量。1.通過測量Mn1-xZxFeP0.77Ge0.23(x=0.03,0.05,0.07,0.08,0.09;Z=Ni,Co)系列化合物的X射線衍射花樣可知,該系列化合物均為Fe2P型六角結(jié)構(gòu),空間群
第二章實驗方法9第二章實驗方法2.1樣品制備方法本文制備系列化合物所采用的制備方法是高能球磨法與粉末燒結(jié)法。高能球磨法主要是將原料粉末在行星式高能球磨機中與小球之間進(jìn)行激烈的撞擊,從而使得原料粉末不斷進(jìn)行冷焊,斷裂,最后使粉末原子擴散而獲得化合物粉末[35]。固相燒結(jié)法是一種高溫處理方法,使粉末進(jìn)一步結(jié)合起來,提高其強度與其他各方面性能[36];衔镏谱髁鞒虉D如圖2-1所示。圖2-1樣品制作流程圖本文樣品制備方法具體步驟如下:1.樣品質(zhì)量計算:對所制備樣品原料的錳片(99.9%),鐵(99.9%),鎳粉(99.8%),鈷粉(99.998%),紅磷(99.999%)與單晶鍺(99.99%)按各自摩爾比進(jìn)行配比計算。2.樣品稱量:首先對精度為0.0001g的天平進(jìn)行校準(zhǔn),然后按照計算好的質(zhì)量進(jìn)行稱重,誤差±0.0010g。圖2-2(1)為AdventurerAR2140型電子天平,主要用于樣品重量測量,最大可稱量210g。在稱量過程中務(wù)必要小心,防止粉末灑落到天平里面,從而影響精度。在本文中每個樣品制備10g。3.樣品封罐與球磨:把小球與稱量好的原材料樣品放入球磨罐中,然后利用真空手套箱在Ar氣氛圍內(nèi)進(jìn)行封罐。用Pulverisette-5行星式球磨機進(jìn)行球磨,球磨時的轉(zhuǎn)速為每分鐘390轉(zhuǎn),球磨時間為4小時。圖2-2(2)為德國制造MBRAUNUNIlabPlus手套箱,其泄露率<10-5mbar/s,H2O和O2含量<0.1ppm。圖2-2(3)為德國產(chǎn)Pulverisette-5行星式高能球磨機,最高轉(zhuǎn)速可達(dá)每分鐘400轉(zhuǎn),最大原料容量為20g。球磨過程中,樣品與小球的質(zhì)量比為1:4,每個樣品質(zhì)量計算樣品稱量樣品封罐樣品球磨樣品壓塊樣品封管樣品燒結(jié)樣品測量
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Cu摻雜對Mn1.28Fe0.67P0.48Si0.52化合物力學(xué)性能及磁性能的影響[J]. 哈木圖,李英杰,歐志強,那日蘇,宋志強,哈斯朝魯,塔娜,黃焦宏,特古斯. 功能材料. 2018(01)
[2]MnFe1-xZxP0.77Ge0.23(Z=Co,Ni)系列化合物的結(jié)構(gòu)與磁性[J]. 鮑迪,包建華,李英杰,特古斯. 內(nèi)蒙古師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)漢文版). 2017(02)
[3]磁熱效應(yīng)材料的研究進(jìn)展[J]. 鄭新奇,沈俊,胡鳳霞,孫繼榮,沈保根. 物理學(xué)報. 2016(21)
[4]室溫磁制冷工質(zhì)研究現(xiàn)狀[J]. 楊斌,劉宏萱,朱根松,陳廣軍,陳劍明. 材料導(dǎo)報. 2015(17)
[5]室溫磁制冷技術(shù)實用化最新進(jìn)展[J]. 黃焦宏,劉翠蘭. 稀土信息. 2015(08)
[6]Extended x-ray absorption fine structure study of MnFeP0.56Si0.44 compound[J]. 李英杰,哈斯朝魯,烏仁圖雅,宋志強,歐志強,特古斯,中井生央. Chinese Physics B. 2015(08)
[7]La(FexSi1-x)13系磁熱合金的研究進(jìn)展[J]. 曾國剛,陳云貴,陳湘,唐永柏,巫江虹,劉超鵬,Wang Huasheng. 稀有金屬材料與工程. 2014(10)
[8]X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)技術(shù)在高分子及相關(guān)材料中的應(yīng)用[J]. 郭慧龍,王佳怡,吳忠華,蔣世春. 高分子學(xué)報. 2014(02)
[9]Mn2-xFexP1-yGey(x=0.8、0.9,y=0.2、0.24、0.26)磁制冷材料的制備工藝及磁熱性能研究[J]. 張虎,劉丹敏,王少博,肖衛(wèi)強,張振路,岳明,張久興. 功能材料. 2013(21)
[10]SPS制備Mn1.2Fe0.8P0.76Ge0.24室溫磁制冷材料[J]. 張同亮,劉丹敏,饒光輝,王通,岳明,張久興. 稀有金屬材料與工程. 2011(09)
碩士論文
[1]微添加Nb,Ni對Gd50Co50合金非晶形成能力、磁性能及磁熱性能的影響[D]. 于忠卡.安徽工業(yè)大學(xué) 2019
[2]元素替代對MnFeP0.77Ge0.23化合物磁性與磁熱效應(yīng)的影響[D]. 鮑迪.內(nèi)蒙古師范大學(xué) 2017
[3]同步輻射共聚焦XAFS的實驗方法及應(yīng)用[D]. 陳光.安徽大學(xué) 2017
[4]MnFePGe系室溫磁制冷材料的制備及其磁熱效應(yīng)研究[D]. 張雷.北京工業(yè)大學(xué) 2011
本文編號:3011711
【文章來源】:內(nèi)蒙古師范大學(xué)內(nèi)蒙古自治區(qū)
【文章頁數(shù)】:71 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
磁制冷原理
0.45中的P/As元素,制備出(Mn,Fe)1.95P1-xSix系列化合物,通過測量變溫X射線衍射花樣得出(Mn,Fe)1.95P1-xSix(x=0.33,0.37,0.40,0.42)化合物的相轉(zhuǎn)變溫度為325K,375K,425K,450K,磁性測量結(jié)果表明它們的居里溫度分別是338K,392K,427K,451K[32]。E.Brück等人在2012年的時候開始用Ni,Co元素代替MnFe(P,Ge)中的Fe元素。通過調(diào)配Ni,Co元素的占比,也可以得到具有較大磁熱效應(yīng)和較小熱滯的化合物[33]。鮑迪等人在2017年制備出MnFe1-xZxP77Ge23(Z=Co,Ni)系列化合物,該化合物具有較好的磁熱效應(yīng)[34]。圖1-2Fe2P晶體結(jié)構(gòu)圖本文利用高能球磨法與固相燒結(jié)法制備出Mn1-xZxFeP0.77Ge0.23(x=0.03,0.05,0.07,0.08,0.09;Z=Ni,Co)系列化合物。我們對相關(guān)樣品進(jìn)行了X射線衍射花樣和X射線吸收光譜測量,同時也完成了磁性測量。1.通過測量Mn1-xZxFeP0.77Ge0.23(x=0.03,0.05,0.07,0.08,0.09;Z=Ni,Co)系列化合物的X射線衍射花樣可知,該系列化合物均為Fe2P型六角結(jié)構(gòu),空間群
第二章實驗方法9第二章實驗方法2.1樣品制備方法本文制備系列化合物所采用的制備方法是高能球磨法與粉末燒結(jié)法。高能球磨法主要是將原料粉末在行星式高能球磨機中與小球之間進(jìn)行激烈的撞擊,從而使得原料粉末不斷進(jìn)行冷焊,斷裂,最后使粉末原子擴散而獲得化合物粉末[35]。固相燒結(jié)法是一種高溫處理方法,使粉末進(jìn)一步結(jié)合起來,提高其強度與其他各方面性能[36];衔镏谱髁鞒虉D如圖2-1所示。圖2-1樣品制作流程圖本文樣品制備方法具體步驟如下:1.樣品質(zhì)量計算:對所制備樣品原料的錳片(99.9%),鐵(99.9%),鎳粉(99.8%),鈷粉(99.998%),紅磷(99.999%)與單晶鍺(99.99%)按各自摩爾比進(jìn)行配比計算。2.樣品稱量:首先對精度為0.0001g的天平進(jìn)行校準(zhǔn),然后按照計算好的質(zhì)量進(jìn)行稱重,誤差±0.0010g。圖2-2(1)為AdventurerAR2140型電子天平,主要用于樣品重量測量,最大可稱量210g。在稱量過程中務(wù)必要小心,防止粉末灑落到天平里面,從而影響精度。在本文中每個樣品制備10g。3.樣品封罐與球磨:把小球與稱量好的原材料樣品放入球磨罐中,然后利用真空手套箱在Ar氣氛圍內(nèi)進(jìn)行封罐。用Pulverisette-5行星式球磨機進(jìn)行球磨,球磨時的轉(zhuǎn)速為每分鐘390轉(zhuǎn),球磨時間為4小時。圖2-2(2)為德國制造MBRAUNUNIlabPlus手套箱,其泄露率<10-5mbar/s,H2O和O2含量<0.1ppm。圖2-2(3)為德國產(chǎn)Pulverisette-5行星式高能球磨機,最高轉(zhuǎn)速可達(dá)每分鐘400轉(zhuǎn),最大原料容量為20g。球磨過程中,樣品與小球的質(zhì)量比為1:4,每個樣品質(zhì)量計算樣品稱量樣品封罐樣品球磨樣品壓塊樣品封管樣品燒結(jié)樣品測量
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
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[3]磁熱效應(yīng)材料的研究進(jìn)展[J]. 鄭新奇,沈俊,胡鳳霞,孫繼榮,沈保根. 物理學(xué)報. 2016(21)
[4]室溫磁制冷工質(zhì)研究現(xiàn)狀[J]. 楊斌,劉宏萱,朱根松,陳廣軍,陳劍明. 材料導(dǎo)報. 2015(17)
[5]室溫磁制冷技術(shù)實用化最新進(jìn)展[J]. 黃焦宏,劉翠蘭. 稀土信息. 2015(08)
[6]Extended x-ray absorption fine structure study of MnFeP0.56Si0.44 compound[J]. 李英杰,哈斯朝魯,烏仁圖雅,宋志強,歐志強,特古斯,中井生央. Chinese Physics B. 2015(08)
[7]La(FexSi1-x)13系磁熱合金的研究進(jìn)展[J]. 曾國剛,陳云貴,陳湘,唐永柏,巫江虹,劉超鵬,Wang Huasheng. 稀有金屬材料與工程. 2014(10)
[8]X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)技術(shù)在高分子及相關(guān)材料中的應(yīng)用[J]. 郭慧龍,王佳怡,吳忠華,蔣世春. 高分子學(xué)報. 2014(02)
[9]Mn2-xFexP1-yGey(x=0.8、0.9,y=0.2、0.24、0.26)磁制冷材料的制備工藝及磁熱性能研究[J]. 張虎,劉丹敏,王少博,肖衛(wèi)強,張振路,岳明,張久興. 功能材料. 2013(21)
[10]SPS制備Mn1.2Fe0.8P0.76Ge0.24室溫磁制冷材料[J]. 張同亮,劉丹敏,饒光輝,王通,岳明,張久興. 稀有金屬材料與工程. 2011(09)
碩士論文
[1]微添加Nb,Ni對Gd50Co50合金非晶形成能力、磁性能及磁熱性能的影響[D]. 于忠卡.安徽工業(yè)大學(xué) 2019
[2]元素替代對MnFeP0.77Ge0.23化合物磁性與磁熱效應(yīng)的影響[D]. 鮑迪.內(nèi)蒙古師范大學(xué) 2017
[3]同步輻射共聚焦XAFS的實驗方法及應(yīng)用[D]. 陳光.安徽大學(xué) 2017
[4]MnFePGe系室溫磁制冷材料的制備及其磁熱效應(yīng)研究[D]. 張雷.北京工業(yè)大學(xué) 2011
本文編號:3011711
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