制冷技術(shù)已成為當(dāng)代不可或缺的關(guān)鍵技術(shù)。傳統(tǒng)的氣體壓縮式制冷技術(shù)通常采用破壞臭氧層的制冷工質(zhì)（如氫氟氯碳化物）,且其制冷效率已達(dá)到其極限值。因此,開發(fā)環(huán)保、高效的新型制冷技術(shù)以取代傳統(tǒng)的氣體壓縮式制冷技術(shù)的需求變得迫切。基于熱效應(yīng)的固態(tài)制冷就是這樣的一種技術(shù)。其中,基于磁熱效應(yīng)的磁制冷技術(shù)和基于彈熱效應(yīng)的彈熱制冷技術(shù)是固態(tài)制冷技術(shù)中最具開發(fā)潛力的兩種新型制冷技術(shù)。開發(fā)兼具大且可逆的熱效應(yīng)、功能特性循環(huán)穩(wěn)定性高、多鐵性強(qiáng)的制冷工質(zhì)是實(shí)現(xiàn)磁（力）-熱能量高效轉(zhuǎn)換的有效途徑。在各種制冷劑中,Ni-Mn基磁形狀記憶合金兼具磁熱效應(yīng)和彈熱效應(yīng),應(yīng)用于固態(tài)制冷時(shí)能夠提供多種不同的制冷方式,因而被認(rèn)為是一種極具潛力的制冷劑。由于文獻(xiàn)報(bào)道的Ni-Mn基磁形狀記憶合金的磁結(jié)構(gòu)相變參數(shù)（熱滯后△Thys、相轉(zhuǎn)變間隔△Tint、相變時(shí)兩相磁化強(qiáng)度差△M和相變熵變△SA）結(jié)合不合理,它們驅(qū)動(dòng)完全且可逆的磁結(jié)構(gòu)相變所需的最小磁場(chǎng)（μ0Hmin）通常遠(yuǎn)高于5T。如此高的磁場(chǎng)必須由昂貴的超導(dǎo)磁體來提供,提供高磁場(chǎng)的裝置也較復(fù)雜。此外,由于一級(jí)相變的本質(zhì),Ni-Mn基合金制冷溫區(qū)也較窄。這些缺陷嚴(yán)重阻礙了該類合金的實(shí)際... 

【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(yè)數(shù)】：143 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１－１典型磁熱材料在２?Ｔ磁場(chǎng)下獲得的絕熱溫變＿??本文以Ｎｉ－Ｍｎ基磁形狀記憶合金為基礎(chǔ)，通過協(xié)同調(diào)控磁結(jié)構(gòu)相變參數(shù)??

金基礎(chǔ)研究以及應(yīng)用開發(fā)研究方面均己取得了巨大的進(jìn)展，且有一些形狀記??憶合金在航空、航天、醫(yī)學(xué)以及汽車等領(lǐng)域已被廣泛應(yīng)用［５８，５９］，不管是在簡(jiǎn)??單的連接件和緊固件中還是在精密復(fù)雜的儀器中，都能看到其身影，如圖２－１??所示【５８］。與壓電陶瓷和磁致伸縮材料相比，傳統(tǒng)形狀記憶合金，如Ｎｉ－Ｔｉ［６Ｇ］，??Ｃｕ－Ａｌ－Ｘ（Ｘ?＝?Ｎｉ、Ｍｎ、Ｚｎ）［６１＿６３］，［６基［６４，６５］等，具有較大的可回復(fù)應(yīng)變和大??的回復(fù)應(yīng)力，因此其可作為驅(qū)動(dòng)器的候選材料。然而這些傳統(tǒng)形狀記憶合金??的驅(qū)動(dòng)場(chǎng)為溫度和應(yīng)力，因而其響應(yīng)頻率較低（１０?Ｈｚ左右）［６￣，這嚴(yán)重限??制了傳統(tǒng)形狀記憶合金在驅(qū)動(dòng)器方面的應(yīng)用。與傳統(tǒng)形狀記憶合金相比，具??有磁性的形狀記憶合金即磁形狀記憶合金具有響應(yīng)頻率快的優(yōu)勢(shì)［６６］，具有較??大潛力作為驅(qū)動(dòng)器使用。??＠?通Ｉ??圖２－１形狀記憶合金的應(yīng)用＾??（ａ）液壓管接頭；（ｂ）斷路器；（ｃ）熱驅(qū)動(dòng)器；（ｄ）西蒙過濾器；（ｅ）眼鏡框；（ｆ）??逆電流器；（ｇ）機(jī)器臂??－３?－??

中的馬氏體相變屬于半熱彈性馬氏體相變［８８］。??馬氏體相變和逆馬氏體相變的特征溫度通�？梢酝ㄟ^差示掃描量熱儀測(cè)??得［８９】，如圖２－２所示。其中，圖中符號(hào)Ｍｓ、Ｍｆ、Ａ及」ｆ分別表示馬氏體相??變幵始溫度、馬氏體相變結(jié)束溫度、逆馬氏體相變開始溫度和逆馬氏體相變??結(jié)束溫度。當(dāng)溫度降到Ｍｆ以下時(shí)合金全部處于馬氏體狀態(tài)。當(dāng)溫度升到▲??以上時(shí)，合金全部轉(zhuǎn)變成奧氏體相。??３５????３０?？?｜Ｅｎｄｏ?八??２５?＿?燦’?ＩＩ??ｉ２０?：?Ｃ?／ｖ???Ｔ?１５－?Ａ＊?？??■?１。：?＾?１?１??Ｘ?５?．?＼ｆ?Ｃｏｏｔｉｎｇ??皇?Ｉ?魚?＞?Ｉ?Ｉ??２００?２５０?３００?３５０?４００?４５０?５００??Ｔ（Ｋ）??圖２－２馬氏體相變和其逆相變示意圖??２．１．２形狀記憶效應(yīng)??形狀記憶效應(yīng)是指具有熱彈性馬氏體相變的形狀記憶合金在某一溫度下??（低于Ｍｆ，處于馬氏體狀態(tài)）進(jìn)行一定變形量的塑性變形后，之后將其加熱??到冷以上時(shí)，形狀記憶合金恢復(fù)到變形前形狀。該效應(yīng)可以分為三類：?jiǎn)纬??形狀記憶效應(yīng)、雙程形狀記憶效應(yīng)和全程形狀記憶效應(yīng)［９Ｇ］。單程形狀記憶效??應(yīng)、雙程形狀記憶效應(yīng)和全程形狀記憶效應(yīng)的示意圖分別如圖２－３?Ｕ）、圖??－５?－??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]形狀記憶合金彈熱效應(yīng)研究進(jìn)展[J]. 袁勃,曾磊,錢明芳,張學(xué)習(xí),耿林.  材料導(dǎo)報(bào). 2018(17)
[2]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(bào). 2016(21)
[3]馬氏體相變的分類[J]. 徐祖耀.  金屬學(xué)報(bào). 1997(01)

博士論文
[1]磁性形狀記憶合金的超彈性、磁彈耦合及磁熱性能研究[D]. 王子龍.北京理工大學(xué) 2016



本文編號(hào)：3029030