本文關(guān)鍵詞：C摻雜對(duì)La-Fe-Si合金快淬條帶磁熱性能的影響

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【摘要】：在目前研發(fā)的這些磁制冷材料中,La-Fe-Si系合金因其具有磁熱效應(yīng)高、原材料廉價(jià)、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)而被認(rèn)為是一種應(yīng)用前景廣闊的室溫磁制冷材料。但此合金存在居里溫度尚達(dá)不到室溫附近、最大等溫磁熵變?cè)诘痛艌鰲l件下較差、制備工藝耗時(shí)較長等缺點(diǎn),從而限制其在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。本文結(jié)合凝固過程理論,通過熔體快淬方法制備了LaFe_(11.5)Si_(1.5)C_x(x=0,0.1,0.2,0.3)系合金的快淬條帶,探究了不同C摻雜量、不同熱處理時(shí)間對(duì)凝固過程、熱處理過程中的La-Fe-Si系合金快淬條帶的相組成、磁性能的影響,解釋了LaFe_(11.5)Si_(1.5)C_(0.2)快淬條帶在1273 K溫度下,經(jīng)過2 h熱處理時(shí)獲得最佳磁熱性能的原因。主要結(jié)果如下:1、C的摻雜有利于La-Fe-Si系合金中La(Fe,Si)_(13)相的形成。由于C的摻雜促進(jìn)了快速凝固過程中La(Fe,Si)_(13)相的競爭形核與析出,相較于未摻雜C的La-Fe-Si合金,LaFe_(11.5)Si_(1.5)C_x(x=0.1,0.2,0.3)合金在未熱處理時(shí)已經(jīng)獲得較多的La(Fe,Si)_(13)相。2、C的摻雜有利于提高La-Fe-Si系合金的居里溫度至室溫附近,一定的C摻雜量有利于獲得較高的最大等溫磁熵變。在1273 K溫度下熱處理20 min后,LaFe_(11.5)Si_(1.5)C_x(x=0.1,0.2,0.3)合金快淬條帶的居里溫度由210 K(x=0)提高到262 K(x=0.3),這是由于C摻雜使NaZn13型立方結(jié)構(gòu)的晶胞發(fā)生膨脹,使Fe-Fe間鐵磁相互作用增強(qiáng),居里溫度升高。LaFe_(11.5)Si_(1.5)C_x(x=0.1,0.2,0.3)合金快淬條帶在x=0.2時(shí),獲得最佳的磁熱效應(yīng)。在x0.2時(shí),LaFe_(11.5)Si_(1.5)C_x合金由一級(jí)磁轉(zhuǎn)變變?yōu)槎?jí)磁轉(zhuǎn)變,合金的磁熱效應(yīng)較差。3、在1273 K溫度下,增加熱處理時(shí)間大幅提高LaFe_(11.5)Si_(1.5)C_(0.2)合金的居里溫度至室溫附近,一定的熱處理時(shí)間有利于獲得最佳的最大等溫磁熵變。增加熱處理時(shí)間有利于C原子有效的摻雜進(jìn)入La(Fe,Si)_(13)相的晶胞,進(jìn)而提高了合金的居里溫度。在1273 K溫度下,LaFe_(11.5)Si_(1.5)C_(0.2)合金快淬條帶在經(jīng)過2 h熱處理時(shí)獲得最佳的等溫磁熵變,為9.45 J/(kg?K),這是因?yàn)樵贚aFe_(11.5)Si_(1.5)C_(0.2)快淬條帶中,形成了大量均勻的La(Fe,Si)_(13)相,均勻接觸的細(xì)小α-(Fe,Si)相及LaFeSi相促進(jìn)了共析反應(yīng)的進(jìn)行;繼續(xù)延長熱處理時(shí)間,La(Fe,Si)_(13)相的分解及La_2O_3的產(chǎn)生不利于磁熱效應(yīng)。4、快速凝固過程有利于細(xì)化LaFe_(11.5)Si_(1.5)C_x(x=0.1,0.2,0.3)合金的微觀組織。快速凝固過程中細(xì)化了α-(Fe,Si)相、LaFeSi相、La(Fe,Si)_(13)相的晶粒,為隨后熱處理過程中的共析反應(yīng)提供了良好的元素?cái)U(kuò)散路徑和相擴(kuò)散路徑,有利于共析反應(yīng)的進(jìn)行,從而起到縮短熱處理時(shí)間的作用。
【關(guān)鍵詞】：C摻雜 La-Fe-Si合金 熔體快淬 磁熱性能 微觀組織
【學(xué)位授予單位】：上海工程技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG146.45;TB64
【目錄】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-12
• 第一章 緒論12-29
• 1.1 引言12
• 1.2 磁制冷簡介12-15
• 1.2.1 磁熱效應(yīng)的熱力學(xué)原理13-15
• 1.2.2 磁制冷技術(shù)的分類15
• 1.3 室溫磁制冷材料15-20
• 1.3.1 室溫磁制冷材料的性能表征15-17
• 1.3.2 室溫磁制冷材料的研究現(xiàn)狀17-20
• 1.4 室溫La-Fe-Si系磁制冷材料20-27
• 1.4.1 La-Fe-Si系合金的磁性和晶體結(jié)構(gòu)20-21
• 1.4.2 La-Fe-Si系合金的研究進(jìn)展21-24
• 1.4.3 La-Fe-Si系合金的制備工藝24-27
• 1.5 選題思路及研究內(nèi)容27-29
• 1.5.1 選題思路27
• 1.5.2 研究內(nèi)容27-29
• 第二章 實(shí)驗(yàn)方法及設(shè)備29-38
• 2.1 工藝流程29
• 2.2 合金成分設(shè)計(jì)29-30
• 2.3 實(shí)驗(yàn)樣品制備30-33
• 2.3.1 真空電弧熔煉30-31
• 2.3.2 真空熔體快淬31-32
• 2.3.3 真空熱處理32-33
• 2.4 實(shí)驗(yàn)樣品分析測試33-38
• 2.4.1 碳硫分析33-34
• 2.4.2 X射線衍射分析34-35
• 2.4.3 磁性能分析測試35-36
• 2.4.4 掃描電子顯微鏡36
• 2.4.5 雙聚焦離子束透射樣品制備36-37
• 2.4.6 透射電子顯微鏡分析37-38
• 第三章 C摻雜對(duì)LaFe_(11.5)Si_(1.5)C_x (x=0, 0.1, 0.2, 0.3)快淬條帶相組成及磁熱性能的影響38-49
• 3.1 引言38
• 3.2 C摻雜對(duì)凝固過程中LaFe_(11.5)Si_(1.5)C_x (x=0, 0.1, 0.2, 0.3)合金條帶相組成及磁熱性能的影響38-43
• 3.2.1 C摻雜對(duì)LaFe_(11.5)Si_(1.5)C_x (x=0, 0.1, 0.2, 0.3)合金淬態(tài)條帶相組成的影響38-39
• 3.2.2 C摻雜對(duì)LaFe_(11.5)Si_(1.5)C_x (x=0, 0.1, 0.2, 0.3)合金淬態(tài)條帶磁性能的影響39-43
• 3.3 C摻雜對(duì)熱處理過程中LaFe_(11.5)Si_(1.5)C_x (x=0, 0.1, 0.2, 0.3)快淬條帶的相組成及磁熱性能的影響43-48
• 3.3.1 C摻雜對(duì)熱處理后的LaFe_(11.5)Si_(1.5)C_x (x=0, 0.1, 0.2, 0.3)合金快淬條帶相組成的影響43-44
• 3.3.2 C摻雜對(duì)熱處理后的LaFe_(11.5)Si_(1.5)C_x (x=0, 0.1, 0.2, 0.3)合金快淬條帶磁性能的影響44-48
• 3.4 本章小結(jié)48-49
• 第四章 在 1273 K溫度下，不同的熱處理時(shí)間對(duì)LaFe_(11.5)Si_(1.5)C_(0.2) 合金快淬條帶相組成、磁性能及微觀組織的影響49-63
• 4.1 引言49
• 4.2 不同的熱處理時(shí)間對(duì)LaFe_(11.5)Si_(1.5)C_(0.2) 合金快淬條帶相組成的影響49-50
• 4.3 不同的熱處理時(shí)間對(duì)LaFe_(11.5)Si_(1.5)C_(0.2) 合金快淬條帶磁性能的影響50-55
• 4.4 不同的熱處理時(shí)間對(duì)LaFe_(11.5)Si_(1.5)C_(0.2) 合金快淬條帶微觀組織的影響55-62
• 4.5 本章小結(jié)62-63
• 第五章 總結(jié)與展望63-65
• 5.1 全文總結(jié)63-64
• 5.2 創(chuàng)新性64
• 5.3 未來的展望與設(shè)想64-65
• 參考文獻(xiàn)65-70
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及取得的相關(guān)科研成果70-71
• 致謝71-72

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4 曉越;具有織構(gòu)表面的Nd_12Fe_80B_6Ga_1納米晶快淬帶[J];金屬功能材料;1994年05期

5 ;過冷液滴快淬法生產(chǎn)扁平狀非晶粉末[J];金屬功能材料;1996年06期

6 黃鋼祥;快淬NdFeB永磁合金組織及磁性能研究[J];上海金屬;1997年01期

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1 黃照華;周邦新;楊仕清;;單輥熔體快淬凝固工藝的數(shù)學(xué)物理分析[A];2006全國核材料學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2006年

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1 ;真空復(fù)合熔煉快淬爐[N];中國有色金屬報(bào);2003年

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5 段瓔W，

本文編號(hào)：768017