磁制冷技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用的關(guān)鍵問題在于提升磁制冷工質(zhì)的制冷性能。具有NaZn₁₃結(jié)構(gòu)的La(Fe,Si)₁₃基材料由于具備原材料價格低廉、相變溫度可隨組分調(diào)節(jié),室溫附近制冷量高、相變性質(zhì)為一級相變、氫化物滯后損耗小等優(yōu)勢而受到青睞。但成相后的La(Fe,Si)₁₃基化合物的居里溫度遠(yuǎn)低于室溫,需引入Co或者間隙H原子將其調(diào)至室溫附近。氫化后的La(Fe,Si)₁₃H_y已被認(rèn)為是在室溫區(qū)工作的十分有前景的磁制冷材料,但氫化后的La(Fe,Si)₁₃易碎,力學(xué)性能極差,氫化物往往以粉末形式存在,不利于樣品制成制冷機(jī)器所需要的低于1 mm的薄片或者球狀型材,無法滿足制冷機(jī)對磁制冷工質(zhì)形狀要求。之前的工作報導(dǎo)了多種制備室溫La(Fe,Si)₁₃基巨磁熱薄片材料的技術(shù),如熱壓、金屬或膠粘結(jié)、化學(xué)鍍銅、燒結(jié)等。但這些制備工藝都存在一定的問題:對于環(huán)氧樹脂膠粘結(jié)熱固化生成的La(Fe,Si)₁₃基磁熱效應(yīng)薄片由于引入環(huán)氧樹脂膠等高...

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【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 引言
    1.1 磁熱效應(yīng)
        1.1.1 磁熱效應(yīng)現(xiàn)象
        1.1.2 磁熱效應(yīng)的熱力學(xué)描述
    1.2 磁制冷循環(huán)和磁制冷樣機(jī)
        1.2.1 磁制冷循環(huán)類型
        1.2.2 磁制冷機(jī)的類型
        1.2.3 磁制冷機(jī)的發(fā)展
    1.3 磁制冷材料概況
        1.3.1 室溫區(qū)磁制冷材料發(fā)展現(xiàn)狀
        1.3.2 室溫磁制冷材料的性能要求及比較
    1.4 La(Fe,Si)₁₃化合物性能的優(yōu)化路徑
        1.4.1 調(diào)控居里溫度至室溫附近
        1.4.2 提高La(Fe,Si)₁₃的相純度和增強(qiáng)磁熱效應(yīng)
        1.4.3 優(yōu)化制備工藝和縮短制備工期
    1.5 片狀La(Fe,Si)₁₃化合物的制備及力學(xué)性能提升
        1.5.1 膠粘結(jié)片狀La(Fe,Si)₁₃化合物
        1.5.2 金屬粘結(jié)制備片狀La(Fe,Si)₁₃化合物
        1.5.3 富鐵方式制備片狀La(Fe,Si)₁₃化合物
    1.6 選題思路和研究內(nèi)容
第2章 樣品制備、物性測量方法
    2.1 樣品制備
        2.1.1 樣品制備工藝路線圖
        2.1.2 鑄態(tài)合金錠的制備
        2.1.3 快淬條帶樣品的制備
        2.1.4 復(fù)合材料的制備(放電等離子體燒結(jié))
        2.1.5 退火工藝
        2.1.6 間隙氫化物的制備
    2.2 物相分析,結(jié)構(gòu)精修及樣品表征
        2.2.1 物相分析和結(jié)構(gòu)精修
        2.2.2 形貌觀測和樣品組分表征
    2.3 磁性和熱導(dǎo)測量
    2.4 一級相變材料的磁熱效應(yīng)計算
        2.4.1 磁熱效應(yīng)測試
        2.4.2 磁熱效應(yīng)的計算
        2.4.3 制冷能力評估
    2.5 力學(xué)性能測量
第3章 富Fe氫化La_0.8Ce_0.2Fe_12.5Mn_0.2Si_1.3H_σ磁制冷薄片的性能優(yōu)化
    3.1 引言
    3.2 材料制備及表征
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 富Fe氫化La_0.8Ce_0.2Fe_12.5Mn_0.2Si_1.3H_σ基磁制冷薄片的結(jié)構(gòu)
        3.3.2 富Fe氫化La_0.8Ce_0.2Fe_12.5Mn_0.2Si_1.3H_σ薄片的磁性、磁熱效應(yīng)
        3.3.3 富Fe氫化La_0.8Ce_0.2Fe_12.5Mn_0.2Si_1.3H_σ薄片的力學(xué)性能
        3.3.4 富Fe氫化La_0.8Ce_0.2Fe_12.5Mn_0.2Si_1.3H_σ薄片的熱導(dǎo)率和時效穩(wěn)定性
    3.4 小結(jié)
第4章 金屬粘結(jié)氫化La(Fe,Si)₁₃H_y基復(fù)合薄片材料性能優(yōu)化
    4.1 引言
    4.2 材料的制備及晶體結(jié)構(gòu)解析
        4.2.1 材料的制備
        4.2.2 材料的晶體結(jié)構(gòu)分析
    4.3 結(jié)果及討論
        4.3.1 金屬粘結(jié)氫化La(Fe,Si)₁₃H_y基復(fù)合薄片材料磁性
        4.3.2 金屬粘結(jié)氫化La(Fe,Si)₁₃H_y基復(fù)合薄片吸氫過程
        4.3.3 金屬粘結(jié)氫化La(Fe,Si)₁₃H_y基復(fù)合薄片的熱導(dǎo)率
        4.3.4 金屬粘結(jié)氫化La(Fe,Si)₁₃H_y基復(fù)合薄片時效穩(wěn)定性
        4.3.5 制備條件對金屬粘結(jié)La(Fe,Si)₁₃H_y基復(fù)合薄片的密度和孔隙率影響
        4.3.6 制備條件對金屬粘結(jié)La(Fe,Si)₁₃H_y基復(fù)合薄片材料力學(xué)性能的影響
    4.4 LaFe_11.4Mn_0.3Si_1.3材料吸氫過程研究
        4.4.1 LaFe_11.4Mn_0.3Si_1.3晶體結(jié)構(gòu)和H原子占位
        4.4.2 氫吸收PCT曲線和相關(guān)結(jié)果分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 富鑭富鐵對快淬帶相形成及磁性的影響
    5.1 引言
    5.2 樣品制備與組分測定
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 La過量對快淬La(Fe,Si)₁₃帶的成相過程和磁性的影響
        5.3.2 Fe過量對快淬La(Fe,Si)₁₃帶的成相過程和磁性的影響
    5.4 本章小結(jié)
第6章 全文總結(jié)
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡歷及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果



本文編號：3932203