磁性合金由于磁結(jié)構(gòu)相變所伴隨的豐富磁致效應(yīng)使得其在感應(yīng)器、制動(dòng)器以及磁制冷機(jī)等應(yīng)用方面受到廣泛關(guān)注。研究表明,一些一級(jí)相變材料,如Ni-Mn基鐵磁形狀記憶合金和MM’X（M為Mn,M’為Co或Ni,X為Si或Ge）合金等,具有較大的磁熱效應(yīng)或磁致應(yīng)變效應(yīng)。但它們存在較大的熱滯、不可逆性、力學(xué)性能差和應(yīng)用溫度低等不足。因此,如何克服這些不足并提升材料的性能成為目前的研究熱點(diǎn)。本文研究了幾種Mn基合金的磁結(jié)構(gòu)相變及其伴隨效應(yīng),通過改變化學(xué)配比、摻雜不同金屬元素等方法使得其性能得到巨大改善。我們選取MM’X合金中MnNiGe作為研究對(duì)象,通過V對(duì)Ni的取代,占據(jù)Mn位,增加了Mn-Mn間距,得到了室溫附近的鐵磁耦合。研究發(fā)現(xiàn),隨著V含量的增加,MnNi_1-xGeV_x相變溫度逐漸降低,并且得到寬為130 K的居里溫度窗口。MnNi_0.88GeV_0.12合金在5 T磁場下具有15.057 J·kg^-1·K^-1的磁熵變,磁制冷效率RC值達(dá)到33.44 J/kg。同時(shí),... 

【文章來源】：南京理工大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

磁制冷原理

1緒論碩士學(xué)位論文41.2.2磁致應(yīng)變或磁致伸縮效應(yīng)鐵磁性物質(zhì)由于磁化狀態(tài)的改變，其長度及體積均會(huì)發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為磁致伸縮效應(yīng)。其中長度的變化是焦耳(J.P.Joule)在1842年發(fā)現(xiàn)的，故亦稱為焦耳效應(yīng)。磁化狀態(tài)改變時(shí)鐵磁體尺寸大小的相對(duì)變化，若只有線度的伸長或縮短，則為線磁致伸縮。如果體積隨磁化狀態(tài)發(fā)生改變則為體積磁致伸縮，表現(xiàn)為鐵磁體在磁化過程中體積的膨脹和收縮。和傳統(tǒng)的壓電材料相比，磁致伸縮材料具有機(jī)械能－電能轉(zhuǎn)換率高、能量密度大、響應(yīng)速度快、可靠性高、驅(qū)動(dòng)方式簡單等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用傳感器和電子信息行業(yè)。由于磁致伸縮材料實(shí)現(xiàn)了磁性-力學(xué)性能的轉(zhuǎn)化，因此在軍用聲納，電聲換能器、海洋探測(cè)、微位移驅(qū)動(dòng)、減振與防振有著廣泛的應(yīng)用前景。材料在磁場作用產(chǎn)生磁致伸縮效應(yīng)的過程可以分為兩步：（1）鐵磁體磁化狀態(tài)改變發(fā)生形變，即應(yīng)變產(chǎn)生過程，如圖1.2所示。（2）鐵磁體通過自發(fā)磁化取向時(shí)產(chǎn)生應(yīng)變，即應(yīng)變收集過程。鐵磁體在自發(fā)磁化后，為了降低退磁能，會(huì)形成磁疇。外加磁場后，磁疇內(nèi)的磁化矢量隨著磁疇的位移和轉(zhuǎn)動(dòng)而向磁場方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)變也轉(zhuǎn)向磁場方向，使整個(gè)樣品發(fā)生尺寸變化，從而產(chǎn)生所謂的磁致伸縮效應(yīng)。圖1.2磁性材料自發(fā)磁化過程伴隨的晶格畸變1.2.3鐵磁形狀記憶效應(yīng)圖1.3單程與雙程形狀記憶效應(yīng)

1緒論碩士學(xué)位論文41.2.2磁致應(yīng)變或磁致伸縮效應(yīng)鐵磁性物質(zhì)由于磁化狀態(tài)的改變，其長度及體積均會(huì)發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為磁致伸縮效應(yīng)。其中長度的變化是焦耳(J.P.Joule)在1842年發(fā)現(xiàn)的，故亦稱為焦耳效應(yīng)。磁化狀態(tài)改變時(shí)鐵磁體尺寸大小的相對(duì)變化，若只有線度的伸長或縮短，則為線磁致伸縮。如果體積隨磁化狀態(tài)發(fā)生改變則為體積磁致伸縮，表現(xiàn)為鐵磁體在磁化過程中體積的膨脹和收縮。和傳統(tǒng)的壓電材料相比，磁致伸縮材料具有機(jī)械能－電能轉(zhuǎn)換率高、能量密度大、響應(yīng)速度快、可靠性高、驅(qū)動(dòng)方式簡單等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用傳感器和電子信息行業(yè)。由于磁致伸縮材料實(shí)現(xiàn)了磁性-力學(xué)性能的轉(zhuǎn)化，因此在軍用聲納，電聲換能器、海洋探測(cè)、微位移驅(qū)動(dòng)、減振與防振有著廣泛的應(yīng)用前景。材料在磁場作用產(chǎn)生磁致伸縮效應(yīng)的過程可以分為兩步：（1）鐵磁體磁化狀態(tài)改變發(fā)生形變，即應(yīng)變產(chǎn)生過程，如圖1.2所示。（2）鐵磁體通過自發(fā)磁化取向時(shí)產(chǎn)生應(yīng)變，即應(yīng)變收集過程。鐵磁體在自發(fā)磁化后，為了降低退磁能，會(huì)形成磁疇。外加磁場后，磁疇內(nèi)的磁化矢量隨著磁疇的位移和轉(zhuǎn)動(dòng)而向磁場方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)變也轉(zhuǎn)向磁場方向，使整個(gè)樣品發(fā)生尺寸變化，從而產(chǎn)生所謂的磁致伸縮效應(yīng)。圖1.2磁性材料自發(fā)磁化過程伴隨的晶格畸變1.2.3鐵磁形狀記憶效應(yīng)圖1.3單程與雙程形狀記憶效應(yīng)


本文編號(hào)：3236091